Upload
michal-lazarz
View
124
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ
Krzysztof Maśliński
Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego 321[09]Z305
Poradnik dla ucznia
Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
1
Recenzenci mgr inż Jan Oczoś mgr inż Grażyna Serafin Opracowanie redakcyjne Mgr inż Krzysztof Maśliński Konsultacja mgr inż Maria Majewska Korekta
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik technologii żywności Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
2
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał nauczania 7
41 Technologia produkcji słodu i piwa 7 411 Materiał nauczania 7 412 Pytania sprawdzające 16 413 Ćwiczenia 17 414 Sprawdzian postępoacutew 20
42 Technologia produkcji wina i miodoacutew pitnych 21 421 Materiał nauczania 21 422 Pytania sprawdzające 25 423 Ćwiczenia 25 424 Sprawdzian postępoacutew 28
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 29 431 Materiał nauczania 29 432 Pytania sprawdzające 34 433 Ćwiczenia 34 434 Sprawdzian postępoacutew 36
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 37 441 Materiał nauczania 37 442 Pytania sprawdzające 44 443 Ćwiczenia 45 444 Sprawdzian postępoacutew 47
5 Sprawdzian osiągnięć 48 6 Literatura 53
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności związanych z przemysłem fermentacyjnym dotyczących technologii produkcji piwa wina spirytusu i woacutedek drożdży piekarskich oraz kwasoacutew spożywczych a także ich właściwości Ułatwi Ci dobieranie surowcoacutew i materiałoacutew pomocniczych oraz maszyn i urządzeń do procesoacutew technologicznych w przemyśle fermentacyjnym
W poradniku zamieszczono minus wymagania wstępne zawierające wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności ktoacutere
powinieneś mieć opanowane przed przystąpieniem do kształcenia w tej jednostce modułowej
minus cele kształcenia w tej jednostce modułowej czyli wykaz tego co powinieneś umieć na zakończenie procesu kształcenia w tej jednostce
minus materiał nauczania umożliwiający samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianoacutew
minus pytania sprawdzające ktoacutere pozwolą Ci sprawdzić czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania ćwiczeń
minus ćwiczenia zawierające temat ćwiczenia przedstawiające sposoacuteb jego wykonania oraz wyposażenie stanowiska do jego przeprowadzenia (w tym wykaz materiałoacutew narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia)
minus sprawdzian postępoacutew pozwalający Ci ocenić stopień swego przygotowania do sprawdzianu osiągnięć ktoacutery zostanie przeprowadzony przez nauczyciela
minus przykład sprawdzianu osiągnięć pozwalający Ci ocenić stopień opanowania wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej sprawdzian składa się z instrukcji dla ucznia karty zadań testowych oraz karty odpowiedzi
minus wykaz literatury oraz innych źroacutedeł informacji ktoacutere możesz wykorzystać do poszerzenia swoich wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
Schemat układu jednostek modułowych
321[09]Z3 Technologia przetwoacuterstwa spożywczego
321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego
321[09]Z306 Przetwarzanie surowcoacutew olejarskich
321[09]Z311 Produkowanie wyroboacutew piekarskich ciastkarskich i cukierniczych
321[09]Z301 Wytwarzanie przetworoacutew zbożowych
321[09]Z302 Przetwarzanie
owocoacutew i warzyw
321[09]Z303 Przetwarzanie ziemniakoacutew
321[09]Z304 Przetwarzanie
burakoacutew cukrowych
321[09]Z312 Produkowanie koncentratoacutew spożywczych
321[09]Z307 Przetwarzanie mięsa
zwierząt rzeźnych
321[09]Z308 Przetwarzanie mleka
321[09]Z309 Przetwarzanie mięsa
drobiowego i jaj
321[09]Z310 Przetwarzanie ryb
mięczakoacutew i skorupiakoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus korzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji minus posługiwać się normami i instrukcjami minus rozroacuteżniać surowce dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane
w przetwoacuterstwie spożywczym minus rozroacuteżniać operacje i procesy jednostkowe minus określać zmianę wartości odżywczych cech organoleptycznych i trwałości żywności pod
wpływem przeprowadzonych operacji i procesoacutew jednostkowych minus przeprowadzać podstawowe obliczenia technologiczne minus stosować zasady oceny organoleptycznej minus identyfikować drobnoustroje i enzymy minus dobierać maszyny i urządzenia do procesoacutew technologicznych przemysłu spożywczego minus stosować obowiązujące systemy zapewnienia jakości w przetwoacuterstwie spożywczym minus opracowywać i prezentować projekt minus stosować programy komputerowe minus posługiwać się instrukcjami BHP i przestrzegać przepisoacutew BHP minus wskazywać zagrożenia dla środowiska związane z przetwoacuterstwem spożywczym minus udzielać pomocy w razie wypadku zgodnie z zasadami pierwszej pomocy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
1
Recenzenci mgr inż Jan Oczoś mgr inż Grażyna Serafin Opracowanie redakcyjne Mgr inż Krzysztof Maśliński Konsultacja mgr inż Maria Majewska Korekta
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik technologii żywności Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
2
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał nauczania 7
41 Technologia produkcji słodu i piwa 7 411 Materiał nauczania 7 412 Pytania sprawdzające 16 413 Ćwiczenia 17 414 Sprawdzian postępoacutew 20
42 Technologia produkcji wina i miodoacutew pitnych 21 421 Materiał nauczania 21 422 Pytania sprawdzające 25 423 Ćwiczenia 25 424 Sprawdzian postępoacutew 28
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 29 431 Materiał nauczania 29 432 Pytania sprawdzające 34 433 Ćwiczenia 34 434 Sprawdzian postępoacutew 36
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 37 441 Materiał nauczania 37 442 Pytania sprawdzające 44 443 Ćwiczenia 45 444 Sprawdzian postępoacutew 47
5 Sprawdzian osiągnięć 48 6 Literatura 53
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności związanych z przemysłem fermentacyjnym dotyczących technologii produkcji piwa wina spirytusu i woacutedek drożdży piekarskich oraz kwasoacutew spożywczych a także ich właściwości Ułatwi Ci dobieranie surowcoacutew i materiałoacutew pomocniczych oraz maszyn i urządzeń do procesoacutew technologicznych w przemyśle fermentacyjnym
W poradniku zamieszczono minus wymagania wstępne zawierające wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności ktoacutere
powinieneś mieć opanowane przed przystąpieniem do kształcenia w tej jednostce modułowej
minus cele kształcenia w tej jednostce modułowej czyli wykaz tego co powinieneś umieć na zakończenie procesu kształcenia w tej jednostce
minus materiał nauczania umożliwiający samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianoacutew
minus pytania sprawdzające ktoacutere pozwolą Ci sprawdzić czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania ćwiczeń
minus ćwiczenia zawierające temat ćwiczenia przedstawiające sposoacuteb jego wykonania oraz wyposażenie stanowiska do jego przeprowadzenia (w tym wykaz materiałoacutew narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia)
minus sprawdzian postępoacutew pozwalający Ci ocenić stopień swego przygotowania do sprawdzianu osiągnięć ktoacutery zostanie przeprowadzony przez nauczyciela
minus przykład sprawdzianu osiągnięć pozwalający Ci ocenić stopień opanowania wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej sprawdzian składa się z instrukcji dla ucznia karty zadań testowych oraz karty odpowiedzi
minus wykaz literatury oraz innych źroacutedeł informacji ktoacutere możesz wykorzystać do poszerzenia swoich wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
Schemat układu jednostek modułowych
321[09]Z3 Technologia przetwoacuterstwa spożywczego
321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego
321[09]Z306 Przetwarzanie surowcoacutew olejarskich
321[09]Z311 Produkowanie wyroboacutew piekarskich ciastkarskich i cukierniczych
321[09]Z301 Wytwarzanie przetworoacutew zbożowych
321[09]Z302 Przetwarzanie
owocoacutew i warzyw
321[09]Z303 Przetwarzanie ziemniakoacutew
321[09]Z304 Przetwarzanie
burakoacutew cukrowych
321[09]Z312 Produkowanie koncentratoacutew spożywczych
321[09]Z307 Przetwarzanie mięsa
zwierząt rzeźnych
321[09]Z308 Przetwarzanie mleka
321[09]Z309 Przetwarzanie mięsa
drobiowego i jaj
321[09]Z310 Przetwarzanie ryb
mięczakoacutew i skorupiakoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus korzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji minus posługiwać się normami i instrukcjami minus rozroacuteżniać surowce dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane
w przetwoacuterstwie spożywczym minus rozroacuteżniać operacje i procesy jednostkowe minus określać zmianę wartości odżywczych cech organoleptycznych i trwałości żywności pod
wpływem przeprowadzonych operacji i procesoacutew jednostkowych minus przeprowadzać podstawowe obliczenia technologiczne minus stosować zasady oceny organoleptycznej minus identyfikować drobnoustroje i enzymy minus dobierać maszyny i urządzenia do procesoacutew technologicznych przemysłu spożywczego minus stosować obowiązujące systemy zapewnienia jakości w przetwoacuterstwie spożywczym minus opracowywać i prezentować projekt minus stosować programy komputerowe minus posługiwać się instrukcjami BHP i przestrzegać przepisoacutew BHP minus wskazywać zagrożenia dla środowiska związane z przetwoacuterstwem spożywczym minus udzielać pomocy w razie wypadku zgodnie z zasadami pierwszej pomocy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
2
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał nauczania 7
41 Technologia produkcji słodu i piwa 7 411 Materiał nauczania 7 412 Pytania sprawdzające 16 413 Ćwiczenia 17 414 Sprawdzian postępoacutew 20
42 Technologia produkcji wina i miodoacutew pitnych 21 421 Materiał nauczania 21 422 Pytania sprawdzające 25 423 Ćwiczenia 25 424 Sprawdzian postępoacutew 28
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 29 431 Materiał nauczania 29 432 Pytania sprawdzające 34 433 Ćwiczenia 34 434 Sprawdzian postępoacutew 36
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 37 441 Materiał nauczania 37 442 Pytania sprawdzające 44 443 Ćwiczenia 45 444 Sprawdzian postępoacutew 47
5 Sprawdzian osiągnięć 48 6 Literatura 53
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności związanych z przemysłem fermentacyjnym dotyczących technologii produkcji piwa wina spirytusu i woacutedek drożdży piekarskich oraz kwasoacutew spożywczych a także ich właściwości Ułatwi Ci dobieranie surowcoacutew i materiałoacutew pomocniczych oraz maszyn i urządzeń do procesoacutew technologicznych w przemyśle fermentacyjnym
W poradniku zamieszczono minus wymagania wstępne zawierające wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności ktoacutere
powinieneś mieć opanowane przed przystąpieniem do kształcenia w tej jednostce modułowej
minus cele kształcenia w tej jednostce modułowej czyli wykaz tego co powinieneś umieć na zakończenie procesu kształcenia w tej jednostce
minus materiał nauczania umożliwiający samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianoacutew
minus pytania sprawdzające ktoacutere pozwolą Ci sprawdzić czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania ćwiczeń
minus ćwiczenia zawierające temat ćwiczenia przedstawiające sposoacuteb jego wykonania oraz wyposażenie stanowiska do jego przeprowadzenia (w tym wykaz materiałoacutew narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia)
minus sprawdzian postępoacutew pozwalający Ci ocenić stopień swego przygotowania do sprawdzianu osiągnięć ktoacutery zostanie przeprowadzony przez nauczyciela
minus przykład sprawdzianu osiągnięć pozwalający Ci ocenić stopień opanowania wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej sprawdzian składa się z instrukcji dla ucznia karty zadań testowych oraz karty odpowiedzi
minus wykaz literatury oraz innych źroacutedeł informacji ktoacutere możesz wykorzystać do poszerzenia swoich wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
Schemat układu jednostek modułowych
321[09]Z3 Technologia przetwoacuterstwa spożywczego
321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego
321[09]Z306 Przetwarzanie surowcoacutew olejarskich
321[09]Z311 Produkowanie wyroboacutew piekarskich ciastkarskich i cukierniczych
321[09]Z301 Wytwarzanie przetworoacutew zbożowych
321[09]Z302 Przetwarzanie
owocoacutew i warzyw
321[09]Z303 Przetwarzanie ziemniakoacutew
321[09]Z304 Przetwarzanie
burakoacutew cukrowych
321[09]Z312 Produkowanie koncentratoacutew spożywczych
321[09]Z307 Przetwarzanie mięsa
zwierząt rzeźnych
321[09]Z308 Przetwarzanie mleka
321[09]Z309 Przetwarzanie mięsa
drobiowego i jaj
321[09]Z310 Przetwarzanie ryb
mięczakoacutew i skorupiakoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus korzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji minus posługiwać się normami i instrukcjami minus rozroacuteżniać surowce dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane
w przetwoacuterstwie spożywczym minus rozroacuteżniać operacje i procesy jednostkowe minus określać zmianę wartości odżywczych cech organoleptycznych i trwałości żywności pod
wpływem przeprowadzonych operacji i procesoacutew jednostkowych minus przeprowadzać podstawowe obliczenia technologiczne minus stosować zasady oceny organoleptycznej minus identyfikować drobnoustroje i enzymy minus dobierać maszyny i urządzenia do procesoacutew technologicznych przemysłu spożywczego minus stosować obowiązujące systemy zapewnienia jakości w przetwoacuterstwie spożywczym minus opracowywać i prezentować projekt minus stosować programy komputerowe minus posługiwać się instrukcjami BHP i przestrzegać przepisoacutew BHP minus wskazywać zagrożenia dla środowiska związane z przetwoacuterstwem spożywczym minus udzielać pomocy w razie wypadku zgodnie z zasadami pierwszej pomocy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności związanych z przemysłem fermentacyjnym dotyczących technologii produkcji piwa wina spirytusu i woacutedek drożdży piekarskich oraz kwasoacutew spożywczych a także ich właściwości Ułatwi Ci dobieranie surowcoacutew i materiałoacutew pomocniczych oraz maszyn i urządzeń do procesoacutew technologicznych w przemyśle fermentacyjnym
W poradniku zamieszczono minus wymagania wstępne zawierające wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności ktoacutere
powinieneś mieć opanowane przed przystąpieniem do kształcenia w tej jednostce modułowej
minus cele kształcenia w tej jednostce modułowej czyli wykaz tego co powinieneś umieć na zakończenie procesu kształcenia w tej jednostce
minus materiał nauczania umożliwiający samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianoacutew
minus pytania sprawdzające ktoacutere pozwolą Ci sprawdzić czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania ćwiczeń
minus ćwiczenia zawierające temat ćwiczenia przedstawiające sposoacuteb jego wykonania oraz wyposażenie stanowiska do jego przeprowadzenia (w tym wykaz materiałoacutew narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia)
minus sprawdzian postępoacutew pozwalający Ci ocenić stopień swego przygotowania do sprawdzianu osiągnięć ktoacutery zostanie przeprowadzony przez nauczyciela
minus przykład sprawdzianu osiągnięć pozwalający Ci ocenić stopień opanowania wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej sprawdzian składa się z instrukcji dla ucznia karty zadań testowych oraz karty odpowiedzi
minus wykaz literatury oraz innych źroacutedeł informacji ktoacutere możesz wykorzystać do poszerzenia swoich wiadomości i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
Schemat układu jednostek modułowych
321[09]Z3 Technologia przetwoacuterstwa spożywczego
321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego
321[09]Z306 Przetwarzanie surowcoacutew olejarskich
321[09]Z311 Produkowanie wyroboacutew piekarskich ciastkarskich i cukierniczych
321[09]Z301 Wytwarzanie przetworoacutew zbożowych
321[09]Z302 Przetwarzanie
owocoacutew i warzyw
321[09]Z303 Przetwarzanie ziemniakoacutew
321[09]Z304 Przetwarzanie
burakoacutew cukrowych
321[09]Z312 Produkowanie koncentratoacutew spożywczych
321[09]Z307 Przetwarzanie mięsa
zwierząt rzeźnych
321[09]Z308 Przetwarzanie mleka
321[09]Z309 Przetwarzanie mięsa
drobiowego i jaj
321[09]Z310 Przetwarzanie ryb
mięczakoacutew i skorupiakoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus korzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji minus posługiwać się normami i instrukcjami minus rozroacuteżniać surowce dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane
w przetwoacuterstwie spożywczym minus rozroacuteżniać operacje i procesy jednostkowe minus określać zmianę wartości odżywczych cech organoleptycznych i trwałości żywności pod
wpływem przeprowadzonych operacji i procesoacutew jednostkowych minus przeprowadzać podstawowe obliczenia technologiczne minus stosować zasady oceny organoleptycznej minus identyfikować drobnoustroje i enzymy minus dobierać maszyny i urządzenia do procesoacutew technologicznych przemysłu spożywczego minus stosować obowiązujące systemy zapewnienia jakości w przetwoacuterstwie spożywczym minus opracowywać i prezentować projekt minus stosować programy komputerowe minus posługiwać się instrukcjami BHP i przestrzegać przepisoacutew BHP minus wskazywać zagrożenia dla środowiska związane z przetwoacuterstwem spożywczym minus udzielać pomocy w razie wypadku zgodnie z zasadami pierwszej pomocy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
Schemat układu jednostek modułowych
321[09]Z3 Technologia przetwoacuterstwa spożywczego
321[09]Z305 Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego
321[09]Z306 Przetwarzanie surowcoacutew olejarskich
321[09]Z311 Produkowanie wyroboacutew piekarskich ciastkarskich i cukierniczych
321[09]Z301 Wytwarzanie przetworoacutew zbożowych
321[09]Z302 Przetwarzanie
owocoacutew i warzyw
321[09]Z303 Przetwarzanie ziemniakoacutew
321[09]Z304 Przetwarzanie
burakoacutew cukrowych
321[09]Z312 Produkowanie koncentratoacutew spożywczych
321[09]Z307 Przetwarzanie mięsa
zwierząt rzeźnych
321[09]Z308 Przetwarzanie mleka
321[09]Z309 Przetwarzanie mięsa
drobiowego i jaj
321[09]Z310 Przetwarzanie ryb
mięczakoacutew i skorupiakoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus korzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji minus posługiwać się normami i instrukcjami minus rozroacuteżniać surowce dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane
w przetwoacuterstwie spożywczym minus rozroacuteżniać operacje i procesy jednostkowe minus określać zmianę wartości odżywczych cech organoleptycznych i trwałości żywności pod
wpływem przeprowadzonych operacji i procesoacutew jednostkowych minus przeprowadzać podstawowe obliczenia technologiczne minus stosować zasady oceny organoleptycznej minus identyfikować drobnoustroje i enzymy minus dobierać maszyny i urządzenia do procesoacutew technologicznych przemysłu spożywczego minus stosować obowiązujące systemy zapewnienia jakości w przetwoacuterstwie spożywczym minus opracowywać i prezentować projekt minus stosować programy komputerowe minus posługiwać się instrukcjami BHP i przestrzegać przepisoacutew BHP minus wskazywać zagrożenia dla środowiska związane z przetwoacuterstwem spożywczym minus udzielać pomocy w razie wypadku zgodnie z zasadami pierwszej pomocy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus korzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji minus posługiwać się normami i instrukcjami minus rozroacuteżniać surowce dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane
w przetwoacuterstwie spożywczym minus rozroacuteżniać operacje i procesy jednostkowe minus określać zmianę wartości odżywczych cech organoleptycznych i trwałości żywności pod
wpływem przeprowadzonych operacji i procesoacutew jednostkowych minus przeprowadzać podstawowe obliczenia technologiczne minus stosować zasady oceny organoleptycznej minus identyfikować drobnoustroje i enzymy minus dobierać maszyny i urządzenia do procesoacutew technologicznych przemysłu spożywczego minus stosować obowiązujące systemy zapewnienia jakości w przetwoacuterstwie spożywczym minus opracowywać i prezentować projekt minus stosować programy komputerowe minus posługiwać się instrukcjami BHP i przestrzegać przepisoacutew BHP minus wskazywać zagrożenia dla środowiska związane z przetwoacuterstwem spożywczym minus udzielać pomocy w razie wypadku zgodnie z zasadami pierwszej pomocy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć minus scharakteryzować podstawowe produkty przemysłu fermentacyjnego minus posłużyć się dokumentacją technologiczną i produkcyjną zakładu przemysłu
fermentacyjnego minus zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska minus dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus scharakteryzować procesy technologiczne w piwowarstwie gorzelnictwie winiarstwie minus dobrać maszyny i urządzenia do produkcji piwa wina wyroboacutew spirytusowych drożdży
i kwasoacutew spożywczych minus wskazać krytyczne punkty kontroli w procesie technologicznym produkcji
poszczegoacutelnych wyroboacutew minus przeprowadzić obliczenia technologiczne minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska podczas produkcji wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego minus określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładoacutew przemysłu
fermentacyjnego minus obliczyć koszty i opłacalność produkcji poszczegoacutelnych wyroboacutew przemysłu
fermentacyjnego minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji zawodowej dotyczącej produkcji piwa wina
wyroboacutew spirytusowych drożdży i kwasoacutew spożywczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Technologia produkcji słodu i piwa 411 Materiał nauczania Wyroby przemysłu fermentacyjnego
Przemysł fermentacyjny obejmuje produkcję wyroboacutew spożywczych otrzymywanych
z wykorzystaniem fermentacji jako podstawowego procesu technologicznego Do najważniejszych kierunkoacutew w przemyśle fermentacyjnym zaliczamy minus piwowarstwo obejmujące produkcję słodu i piwa minus winiarstwo obejmujące produkcję win i miodoacutew pitnych minus gorzelnictwo zajmujące się produkcją spirytusu i woacutedek minus drożdżownictwo minus produkcję kwasoacutew spożywczych w tym kwasu octowego mlekowego i cytrynowego
Jako osobną branżę przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego ale roacutewnież wykorzystującą procesy fermentacyjne traktuje się przemysł piekarsko-ciastkarski
W procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego do prowadzenia fermentacji wykorzystuje się drobnoustroje ndash drożdże bakterie pleśnie ndash oraz wytwarzane przez nie enzymy Aby zapewnić prawidłowy przebieg fermentacji korzysta się z tzw czystych kultur drobnoustrojoacutew czyli drobnoustrojoacutew o odpowiednich cechach wyselekcjonowanych i rozmnożonych z jednej komoacuterki w laboratorium
Produkcja słodu
Słodem nazywamy skiełkowane ziarno zboża w piwowarstwie stosuje się najczęściej słoacuted jęczmienny rzadziej pszeniczny Słoacuted jest podstawowym surowcem do produkcji piwa
Słoacuted jest produkowany w słodowni Słodownia może być jednym z działoacutew browaru lub samodzielnym zakładem
W celu wyprodukowania słodu jęczmiennego (schemat 1) należy najpierw odpowiednio przygotować ziarno jęczmienia następnie poddać je moczeniu prowadzić jego kiełkowanie (zwane też słodowaniem) potem trzeba wysuszyć powstały słoacuted odkiełkować i przekazać do leżakowania
Jęczmień browarniczy do produkcji słodu może być dwu- (jęczmień jary) lub sześciorzędowy (jęczmień ozimy) Ziarna jęczmienia dwurzędowego są grubsze dają więcej ekstraktu zawierają mniej białka i bardziej nadają się do produkcji słodu na piwa
Oceniając ziarno jęczmienia uwzględnia się min minus barwę minus zapach (powinien być typowy dla ziarna swoisty) minus kształt minus masę 1000 ziaren minus ciężar objętościowy wyrażany w kilogramach na hektolitr ziarna minus celność czyli wyroacutewnanie ziarna minus przekroacutej (pożądany jest przekroacutej mączysty a niepożądany przekroacutej szklisty) minus zdolność kiełkowania (energię kiełkowania) liczoną jako procent wykiełkowanych ziaren
po 3 i 5 dobach przy czym po 5 dobach powinna zbliżyć się do 100 (minimum 95) a po 3 dobach powinna być niższa tylko o 2-3
minus obecność zanieczyszczeń minus skład chemiczny (wilgotność zawartość białka garbnikoacutew związkoacutew goryczkowych)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
Schemat 1 Etapy produkcji słodu [opr własne] Przygotowanie jęczmienia do produkcji słodu polega na oczyszczeniu ziarna
(z wykorzystaniem urządzeń takich jak wialnia tryjer wychwytywacze magnetyczne filtry) oraz jego sortowaniu Sortowanie odbywa się w sortownikach a pozwala podzielić ziarno na frakcje jednakowej wielkości co ułatwia prowadzenie procesu kiełkowania (ziarna zaczynają kiełkować w tym samym czasie)
Moczenie ziarna ma na celu uaktywnienie enzymoacutew co powoduje pobudzenie ziarna do kiełkowania Wśroacuted enzymoacutew ziarna szczegoacutelne znaczenie mają amylazy rozkładające skrobię oraz enzymy proteolityczne ndash rozkładające białka W wyniku moczenia wilgotność ziarna wzrasta do ok 45 oraz wzrasta objętość ziarna
Do moczenia ziarna stosuje się kadzie zalewne w ktoacuterych jest możliwość przykrycia wodą całej masy ziarna Kadź wyposażona jest w mieszadło i doprowadzenie sprężonego powietrza
Przebieg moczenia jest kilkuetapowy ndash najpierw ziarno jest myte następnie prowadzi się moczenie wstępne potem moczenie zasadnicze i domaczanie W poszczegoacutelnych etapach stosuje się roacuteżny czas przebywania ziarna pod wodą naprzemiennie z przebywaniem bez wody oraz roacuteżne temperatury Taki sposoacuteb moczenia zwany jest wodno-powietrznym
W zależności od typu słodowni moczenie może być prowadzone w systemie okresowym lub ciągłym W systemie ciągłym ziarno może być nawilżane poprzez natrysk wody
Łączny czas moczenia ziarna może trwać do 3 doacuteb
Ziarno jęczmienia
Moczenie
Kiełkowanie (słodowanie)
Suszenie słodu mokrego
Odkiełkowanie
Słoacuted
Woda Woda
Powietrze CO2
Kiełki
Czyszczenie Sortowanie
Zanieczyszczenia Poślad
Leżakowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
Kiełkowanie ziarna (rys 1) pozwala wytworzyć odpowiednią ilość enzymoacutew i spowodować zmiany w strukturze ziarna związane z hydrolizą składnikoacutew ziarna (rozkład skrobi białek hemicelulozy substancji fosforowych i innych)
W wyniku wzrostu wilgotności ziarna przy sprzyjającej temperaturze co pobudza enzymy w ziarnie powstają dwa rodzaje kiełkoacutew kiełek liścieniowy i kiełek korzonkowy
Rys 1 Przebieg kiełkowania ziarna jęczmienia [7 s 66] Miejscem powstawania kiełkoacutew jest zarodek ziarna Źroacutedłem energii dla prowadzenia
procesoacutew życiowych ziarna jest skrobia zawarta w bielmie ziarna Enzymy amylolityczne rozkładają skrobię do dekstryn i maltozy potem do glukozy Glukoza jest wykorzystywana w procesie oddychania ziarna
Aby słodowanie przebiegało prawidłowo mokre ziarno musi być napowietrzane Tlen
z powietrza umożliwia ziarnu oddychanie (spalanie glukozy) zgodnie z reakcją C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E Należy utrzymywać przy tym odpowiednią temperaturę od ok 12degC do 20degC (niższe
temperatury stosuje się dla słodoacutew jasnych a wyższe dla słodoacutew ciemnych) oraz wilgotność ziarna ok 43-44 Czas kiełkowania wynosi ok 8 dni W wyniku słodowania otrzymuje się tzw słoacuted mokry
Wyroacuteżnia się słodownie minus klepiskowe w ktoacuterych jęczmień rozkłada się w pryzmach o wysokości ok 30 cm
a w trakcie słodowania pryzmy przerzuca się (bdquoszuflujerdquo) w celu napowietrzenia i odprowadzania nadmiaru ciepła
minus mechaniczne np skrzyniowe lub bębnowe zwane słodowniami pneumatycznymi są one nowocześniejsze zapewniają lepsze warunki i kontrolę procesu słodowania oraz zapobiegają psuciu się słodu Znaczenie enzymoacutew uaktywniających się podczas słodowania
minus hemicelulazy enzymy cytolityczne odpowiadają za rozkład hemicelulozy ktoacutera stanowi głoacutewny składnik błon komoacuterkowych powodują naruszenie struktury komoacuterki i ułatwiają dostęp innym enzymom do wnętrza komoacuterki
minus enzymy proteolityczne rozkładają białka na peptydy i aminokwasy dostarczają w ten sposoacuteb azotu drożdżom oraz przyczyniają się do wzrostu pienistości piwa co wpływa korzystnie na jakość piwa
minus nzymy amylolityczne rozkładają skrobię dostarczając cukroacutew wykorzystywanych przez zarodek podczas kiełkowania i przez drożdże w procesie fermentacji brzeczki piwnej
minus fosfatazy rozkładają związki fosforowe uwalniając kwas fosforowy z ktoacuterego fosfor jest wykorzystywany przez drożdże Suszenie słodu mokrego pozwala na jego poacuteźniejsze przechowywanie ndash jest sposobem
utrwalenia słodu Ponadto nadaje słodowi odpowiednie cechy organoleptyczne ndash barwę smak zapach Wpływa też na skład chemiczny słodu poprzez reakcje zachodzące w wyniku podwyższonej temperatury pomiędzy składnikami słodu W efekcie suszenia wilgotność słodu zmniejsza się do ok 4 i następuje zahamowanie aktywności enzymoacutew
Do suszenia słodu stosuje się suszarnie poziome jedno- dwu- i troacutejsiatkowe (rys 2) lub pionowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
Podczas suszenia wyroacuteżnia się trzy zasadnicze fazy minus w I fazie w temperaturze 40-45degC następuje intensywne działanie enzymoacutew związane
głoacutewnie z rozkładem skrobi zawartej w bielmie ziarna minus w II fazie gdy temperatura rośnie do ok 60degC dochodzi do wstrzymywania procesoacutew
życiowych ziarna dalej rozkłada się bielmo a w nim skrobia minus III faza to zanik procesoacutew enzymatycznych pojawienie się zmian chemicznych
zachodzących pod wpływem wysokiej temperatury przekraczającej 70degC powstawanie charakterystycznej barwy i zapachu Czyszczenie słodu ndash odkiełkowanie ma na celu usunięcie kiełkoacutew ktoacutere utrudniają
przechowywanie słodu gdyż wchłaniają łatwo wodę i pogarszają jakość piwa zawierają zbyt dużo białka i nadają gorzki smak piwu Kiełki najlepiej usuwa się na gorąco używając maszyny zwanej odkiełkownicą Typowa odkiełkownica posiada obracający się bęben z urządzeniem cepowym odłamującym kiełki
Po odkiełkowaniu słoacuted przesiewa się Kiełki wykorzystuje się jako produkt uboczny do produkcji pasz
Magazynowanie słodu (leżakowanie) wiąże się z dojrzewaniem słodu ktoacutere trwa ok 4 tygodni i jest konieczne dla uzyskania dobrej jakości piwa
Rodzaje słodu zależą od rodzaju zastosowanego ziarna i parametroacutew słodowania oraz suszenia słodu Najczęściej wykorzystuje się słoacuted jęczmienny do produkcji piw tzw dolnej fermentacji słoacuted pszeniczny wykorzystuje się do znacznie rzadziej produkowanych piw tzw goacuternej fermentacji
Wśroacuted słodoacutew jęczmiennych najważniejsze to - słoacuted jasny suszony w temperaturach do 80-85degC do produkcji piw jasnych najbardziej znanym słodem jasnym jest słoacuted typu pilzneńskiego - słoacuted ciemny suszony w temperaturach do 105degC do produkcji piw ciemnych - słody specjalne karmelowy i barwiący suszone w jeszcze wyższych temperaturach (ponad 150degC) stosowane jako surowiec dodatkowy poprawiający barwę smak i zapach piw ciemnych znane jako słody palone - słoacuted diastatyczny suszony w temperaturach do 70degC ktoacutery (z uwagi na niższą temperaturę suszenia) charakteryzuje się szczegoacutelnie dużą zawartością czynnych enzymoacutew może być wykorzystywany do produkcji ekstraktu słodowego (ma on zastosowanie np w piekarstwie)
Rys 2 Schemat jednosiatkowej suszarni słodu [4 s 356] 1 ndash komora suszenia 2 ndash komora ciśnieniowa gorącego powietrza 3 ndash komora paleniskowa 4 ndash przenośnik mokrego materiału 5 ndash przenośnik ślimakowy 6 ndash rura zsypowa 7 ndash napęd urządzenia wywrotowego siatki 8 ndash wylot oparoacutew 9 ndash zasuwa obrotowa 10 ndash siatka uchylna 11 ndash redler 12 ndash przewoacuted zwrotnego powietrza 13 ndash zasłona rozdzielająca 14 ndash wlot powietrza 15 ndash wentylator 16 ndash silnik 17 ndash tablica pomiarowa 18 ndash drzwi 19 - palenisko
Bezpieczeństwo i higiena pracy w słodowni W słodowniach trzeba utrzymywać w należytej sprawności urządzenia wentylacyjne
i odpylające z uwagi na zapylenie towarzyszące przyjmowaniu ziarna groźne dla pracownikoacutew i stwarzające niebezpieczeństwo wybuchoacutew Kiełkowanie ziarna wiąże się
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
z wydzielaniem dwutlenku węgla a jego duże stężenie jest groźne dla pracownikoacutew dlatego roacutewnież z tego względu ważna jest sprawna wentylacja
Istotnym obowiązkiem pracownikoacutew w słodowni jest utrzymywanie czystości Ogranicza to możliwość poślizgoacutew i upadkoacutew pracownikoacutew oraz chroni ziarno i słoacuted przed rozwojem szkodnikoacutew Produkcja piwa
Piwo jest napojem alkoholowym sporządzanym ze słodu chmielu i wody przy zastosowaniu drożdży
Produkcja piwa obejmuje wytworzenie brzeczki piwnej ze słodu poddaniu brzeczki fermentacji z udziałem drożdży leżakowaniu młodego piwa powstałego w wyniku fermentacji oraz filtracji rozlewu i pasteryzacji piwa Uproszczony schemat produkcji piwa przedstawiono na rys 3
Wytwarzanie brzeczki odbywa się w warzelni browaru Obejmuje ono śrutowanie słodu zacieranie filtrowanie zacieru gotowanie z chmielem i ewentualne odchmielanie
Śrutowanie słodu czyli jego rozdrobnienie w śrutowniku ułatwia wymycie składnikoacutew słodu przez wodę i uzyskanie wysokiej wydajności ekstraktu
Zacieranie polega na zmieszaniu śruty słodowej z odpowiednią ilością wody (w stosunku ok 14) w kadzi zaciernej (rys 4) Powstały zacier ogrzewa się stopniowo w kotle zaciernym w całości lub w częściach stosując tzw przerwy w określonych temperaturach podczas ktoacuterych uaktywniają się poszczegoacutelne enzymy pochodzące ze słodu powodując przede wszystkim rozkład skrobi i białek W wyniku zacierania powstają cukry fermentujące stanowiące pożywkę dla drożdży ktoacutere będą wykorzystane podczas fermentacji brzeczki
Otrzymany zacier poddaje się filtracji w kadzi filtracyjnej (rys 6) lub w filtrze zacierowym w celu oddzielenia płynnej brzeczki od substancji ktoacutere nie uległy rozpuszczeniu Powstaje produkt uboczny zwany wysłodzinami albo młoacutetem wykorzystywany jako pasza dla bydła
Brzeczka jako właściwy poacutełprodukt kierowana jest do kotła warzelnego gdzie odbywa się jej gotowanie z chmielem czyli chmielenie
Gotowanie brzeczki z chmielem (w kotle warzelnym ndash rys 7) ma na celu przejście do brzeczki rozpuszczalnych składnikoacutew chmielu nadających piwu cennych waloroacutew organoleptycznych (poprawiają smak zapach i barwę) i mających działanie antyseptyczne Chmiel do brzeczki (w ilości 200-500g na 1 hl brzeczki) można dodawać w postaci - szyszek chmielowych lub chmielu prasowanego (prasowane szyszki chmielowe) - ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
Rys 3 Etapy produkcji piwa [8 s 109] 1 ndash śrutownik 2 ndash zbiornik 3 ndash kadź zacierna 4 ndash kocioł zacierny 5 ndash pompa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash kocioł warzelny 8 ndash odchmielacz 9 ndash pompa 10 ndash kadź osadowa 11 ndash wiroacutewka 12 ndash płytowy wymiennik ciepła 13 ndash kadzie fermentacyjne 14 ndash tanki 15 ndash filtr 16 ndash zbiornik pośredni 17 ndash rozlewaczka (kegi beczki) 18 ndash rozlewaczka (butelki puszki)
Nowoczesne technologie produkcji piwa odchodzą już od wykorzystywania chmielu w postaci stałej na korzyść preparatoacutew w postaci ekstraktoacutew i koncentratoacutew chmielowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Ekstrakty są wyciągami uzyskiwanymi przy zastosowaniu rozpuszczalnika organicznego (ktoacutery poacuteźniej jest oddzielany) będącymi gęstymi brunatno-czarnymi cieczami zawierającymi większość ze składnikoacutew zawartych w chmielu surowym a istotnych dla jakości piwa Koncentraty otrzymuje się poprzez sproszkowanie szyszek chmielowych i usunięcie składnikoacutew niezawierających lupuliny mogą być dodatkowo prasowane np w pastylki i wzbogacane ekstraktem chmielowym
Preparaty są trwalsze łatwiejsze w przechowywaniu i stosowaniu przyczyniają się do lepszego wykorzystania substancji goryczkowych pochodzących z chmielu a tym samym do poprawy cech organoleptycznych piwa
Rys 4 Kadź zacierna [5 s 169] 1 ndash przedzaciernik 2 ndash doprowadzenie gorącej wody 3 ndash odprowadzenie zacieru 4 ndash mieszadło 5 ndash wał mieszadła 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynka biegoacutew 8 ndash silnik 9 ndash kanały parowe
W wyniku gotowania brzeczki następuje też zniszczenie niepotrzebnych już enzymoacutew
oraz jej wyjałowienie dzięki czemu brzeczka staje się czysta mikrobiologicznie przed zaszczepieniem drożdżami W czasie gotowania powstają połączenia między białkami i garbnikami wypadające w postaci osadu i poprawiające klarowność brzeczki
W przypadku użycia szyszek lub chmielu prasowanego konieczne jest odchmielanie po zagotowaniu brzeczki
Odchmielanie ma na celu usunięcie nierozpuszczalnych w brzeczce części chmielu prowadzi się je w urządzeniu zwanym odchmielaczem Powstaje produkt uboczny zwany chmielinami
Chłodzenie brzeczki przygotowuje ją do fermentacji w czasie stygnięcia brzeczki wypadają z niej osady Osady te usuwa się podczas wstępnego chłodzenia w kadziach osadowych Głoacutewnym składnikiem osadoacutew są związki garbnikowo-białkowe Po wydzieleniu osadoacutew brzeczkę dalej ochładza się w płytowych wymiennikach ciepła
Rys 5 Schemat warzelni w browarze [5 s 168]
1 ndash przedzaciernik 2 ndash kadź zacierna 3 ndash kocioł zacierny 4 ndash pompa do zacieru 5 ndash zasuwa 6 ndash kadź filtracyjna 7 ndash korytko ściekowe 8 ndash pompa do mętnej brzeczki 9 ndash przenośnik ślimakowy wysłodzin 10 ndash kocioł warzelny 11 ndash odchmielacz 12 ndash pompa do brzeczki
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
Rys 6 Klasyczna kadź filtracyjna [5 s 178] 1 ndash pokrywa 2 ndash spulchniacz 3 ndash sito 4 ndash zraszacz 5 ndash wał 6 ndash przekładnia ślimakowa 7 ndash skrzynia biegoacutew 8 ndash podnośnik hydrauliczny 9 ndash pompa podnośnika 10 ndash korytko brzeczkowe 11 ndash spust wysłodzin 12 ndash rura
wyciągowa 13 ndash zasuwa 14 ndash doprowadzenie wody 15 ndash regulator ciśnienia
Fermentacja brzeczki odbywa się w kadziach fermentacyjnych w fermentowni po zaszczepieniu brzeczki drożdżami lub w wielkich zbiornikach zwanych tankofermentorami
Najczęściej stosuje się drożdże tzw dolnej fermentacji opadające po zakończeniu fermentacji na dno zbiornika z gatunku Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) Drożdże mogą być dodawane w postaci tzw gęstwy drożdżowej czyli osadoacutew drożdżowych z poprzedniego cyklu fermentacji lub w postaci wstępnie namnożonej czystej kultury drożdży wyhodowanej w laboratorium Można roacutewnież użyć łącznie i gęstwy i drożdży czystej kultury
Fermentacja piw dolnej fermentacji poprzedzona rozmnażaniem się drożdży w warunkach tlenowych najlepiej przebiega w zakresie niskich temperatur ok 5degC według reakcji
C6H12O6 rarr 2C2H5OH + 2CO2uarr + E
Wydzielająca się energia w postaci ciepła powoduje wzrost temperatury brzeczki
temperaturę tę należy kontrolować a w miarę potrzeby brzeczkę chłodzić Czas fermentacji zależy od rodzaju produkowanego piwa i zawartości ekstraktu
w brzeczce Zbliżony jest licząc w dobach do wielkości ekstraktu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
Na początku następuje zafermentowanie tworzy się dwutlenek węgla pojawia się piana ktoacuterej ilość stopniowo zwiększa się fermentacja ze stadium tzw niskich krążkoacutew przechodzi do stadium krążkoacutew wysokich Brzeczka zamienia się w młode piwo
Rys 7 Kocioł warzelny ogrzewany parą [5 s 188]
1 ndash zamknięcie włazu 2 ndash zamknięcie rury wyciągowej 3 ndash rura odpływowa oparoacutew 4 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 5 ndash kurek do napowietrzania 6 ndash zawoacuter do redukcji ciśnienia 7 ndash termometr 8 ndash manometr 9 ndash szkło wzierne
10 ndash laska miernicza 11 ndash mieszadło 12 ndash kroacuteciec i zawoacuter spustowy 13 ndash zawoacuter parowy 14 ndash manometr 15 ndash zawoacuter redukcyjny
W trakcie fermentacji ekstrakt brzeczki jest odfermentowywany zmniejsza się jego
stężenie a przybywa alkoholu Przykładowo dla piw o zawartości ekstraktu 12 w brzeczce podstawowej ubytek ekstraktu wynosi ok 8 a więc młode piwo tzw zielone zawiera już tylko 4 ekstraktu Piwo znad osadoacutew drożdżowych ściąga się do leżakowni Osady przemywa się i wykorzystuje się jako gęstwę drożdżową do zaszczepienia nowej partii brzeczki Drożdże ktoacutere nie zostały wykorzystane jako gęstwa drożdżowa są wykorzystywane do celoacutew paszowych
Leżakowanie piwa w tankach odbywa się po zakończeniu fermentacji zazwyczaj w temperaturze 0-2degC Czas leżakowania piwa jest zależny od jego rodzaju piwa lekkie leżakują kroacutecej ok 1 miesiąca piwa mocne powyżej 3 miesięcy przy czym piwa typu porter nawet i poacuteł roku
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
W czasie leżakowania ma miejsce dofermentowanie piwo nasyca się dwutlenkiem węgla (jest to tzw naturalna karbonizacja) Efektem leżakowania jest także zjawisko klarowania się piwa usuwania składnikoacutew lotnych przez powstający dwutlenek węgla (tzw przemywanie piwa) wzbogacenie smaku i zapachu piwa (powstają substancje smakowo-zapachowe jako uboczne produkty fermentacji alkoholowej a także zachodzą reakcje chemiczne między składnikami piwa np reakcja estryfikacji) Następuje delikatny wzrost stężenia alkoholu w piwie
Dwutlenek węgla wydzielający się w wyniku fermentacji może być zbierany i wykorzystywany np w produkcji napojoacutew gazowanych albo do silniejszego nasycenia piwa przed jego rozlewem
Filtracja piwa ma na celu usunięcie zawiesin ktoacutere nie opadły w czasie leżakowania (głoacutewnie połączeń garbnikowo-białkowych) oraz komoacuterek drożdży zawieszonych w piwie Efektem filtracji jest poprawienie klarowności piwa zapobieganie jego zmętnieniu i przedłużenie trwałości Piwo może być filtrowane kilkakrotnie
Rys 8 Schemat filtru ramowego do ziemi okrzemkowej [5 s 227]
Do filtracji wykorzystuje się wiroacutewki (do wstępnego klarowania) i filtry (np prasa
filtracyjna filtr płytowo-ramowy ceramiczny filtr świecowy) Przy filtracji korzysta się z materiałoacutew pomocniczych kartonoacutew filtracyjnych ziemi okrzemkowej (rys 8) ziemi krzemionkowej i innych ułatwiających zatrzymanie zanieczyszczeń
Stabilizacja piwa może być zabiegiem dodatkowym stosowanym przed filtracją lub pomiędzy dwiema filtracjami Piwo można stabilizować poprzez dodatek np kwasu askorbinowego środkoacutew adsorbujących lub enzymoacutew
Rozlew piwa musi odbywać się bez dostępu tlenu w warunkach aseptycznych przy bezwzględnym zachowaniu zasad higieny produkcji Piwo rozlewa się do beczek kegoacutew (rys 9) butelek lub puszek W rozlewni wykorzystuje się myjki butelek aparat napełniający (napełniarki izobaryczne pracują przy ciśnieniu zbliżonym do ciśnienia atmosferycznego) aparat zamykający opakowania
Pasteryzacja piwa może odbywać się dwoma systemami jako minus pasteryzacja przepływowa dokonywana przed rozlewem piwa minus pasteryzacja w opakowaniach najczęściej natryskowa rzadziej zanurzeniowa
Po pasteryzacji w opakowaniach ndash butelkach piwo etykietuje się za pomocą etykieciarek i przekazuje do magazynu Piwo zaleca się przechowywać w temperaturze ok 5degC
Piwa dzieli się w zależności od użytego słodu i barwy na jasne i ciemne a w zależności od zawartości ekstraktu w brzeczce (co związane jest z mocą piwa) na lekkie pełne i mocne W zależności od rodzaju użytych drożdży piwa mogą być dolnej lub goacuternej fermentacji
Rys 9 Pojemnik na piwo ndash Keg o pojemności 30 litroacutew [8 s112]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
Wartość konsumpcyjna piwa wiąże się z jego charakterystycznymi cechami organoleptycznymi oraz wartością odżywczą i energetyczną
Wartość energetyczna piwa zależy od stężenia alkoholu etylowego w piwie (1 gram alkoholu dostarcza ok 7 kcal energii) oraz zawartości ekstraktu nieodfermentowanego (1 gram ekstraktu dostarcza ok 4 kcal energii) Należy zwroacutecić uwagę że na opakowaniu piwa nie podaje się zawartości ekstraktu w piwie lecz zawartość ekstraktu w brzeczce z ktoacuterej piwo wyprodukowano zawartość ekstraktu w piwie może być ok 3 razy mniejsza niż w brzeczce
Piwo zawiera takie składniki odżywcze jak witaminy (rozpuszczalne w wodzie głoacutewnie z grupy B np B1 i B6 witamina H ndash biotyna jest witamina z grupy B) związki białkowe (w tym aminokwasy) cukrowce (maltoza dekstryny) substancje mineralne (np potas fosforany) związki aromatyczne
Bezpieczeństwo i higiena pracy w browarze Pomieszczenia i urządzenia browaru powinny być utrzymywane w należytej czystości
(regularne mycie i dezynfekowanie) i sprawności co warunkuje utrzymanie higieny produkcji Stosowanie środkoacutew myjących powinno odbywać się z zachowaniem ostrożności pracownicy powinni być wyposażeni w stroacutej ochronny w tym maski ochronne w przypadku zagrożenia wydzielającymi się szkodliwymi gazami
Należy przestrzegać ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i kontrolować je z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej
W warzelni szczegoacutelną uwagę należy zwroacutecić na urządzenia podlegające dozorowi technicznemu pracujące pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze (kotły odchmielacze) Nie wolno wchodzić do kotłoacutew bezpośrednio po przetłoczeniu z nich gorących płynoacutew bez uprzedniego ochłodzenia wodą zimną czy też podczas pracy mieszadła
Warunki pracy w fermentowni są niesprzyjające z uwagi na niską temperaturę wysoką wilgotność i brak nasłonecznienia oraz świeżego powietrza fermentownia powinna więc mieć sprawną wentylację Przed wejściem do kadzi należy sprawdzać obecność dwutlenku węgla osoba wchodząca powinna być wyposażona w szelki z linką i ubezpieczana przez drugiego pracownika z zewnątrz
Podobnie niesprzyjające warunki pracy mają pracownicy w dziale filtracji Dodatkowym utrudnieniem jest często mokra posadzka Stąd duże znaczenie ciepłej odzieży ochronnej konieczność używania gumowych przeciwpoślizgowych butoacutew i fartuchoacutew
W rozlewni zagrożenia dla pracownikoacutew wynikają z panującego hałasu zawilgocenia posadzek i dużego umaszynowienia W przypadku przetaczania beczek należy trzymać się wyznaczonych tras Dodatkowe niebezpieczeństwo stanowi stłuczka szklana w przypadku rozlewu piwa do butelek ktoacuterej nie wolno usuwać bezpośrednio rękami Linie rozlewnicze powinny mieć sprawne wyłączniki miejscowe blokujące pracę linii w przypadku awarii jednej z maszyn linii
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie branże przemysłu spożywczego wchodzą w zakres przemysłu fermentacyjnego 2 Jakie wyroby produkowane są przez przemysł fermentacyjny 3 Co nazywamy słodem 4 Jakie etapy można wyroacuteżnić w procesie produkcji słodu 5 W jakim celu sortuje się ziarno przeznaczone na słoacuted 6 Jak zmienia się wilgotność ziarna w wyniku jego namoczenia 7 Jak długo prowadzi się kiełkowanie 8 Jakie znasz rodzaje kiełkoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
9 Dlaczego ziarno w pryzmach przewraca się (przerzuca) podczas kiełkowania 10 Dlaczego podczas kiełkowania ziarno jest napowietrzane 11 Jak przebiega proces oddychania tlenowego w ziarnie 12 Jakie znasz enzymy występujące w ziarnie jęczmienia i jaką one odgrywają rolę 13 Jakie cechy organoleptyczne słodu zmieniają się w czasie suszenia 14 Jaką wilgotność uzyskuje słoacuted po suszeniu 15 Na czym polega wodno-powietrzny sposoacuteb moczenia ziarna 16 Jaki jest cel odkiełkowania słodu 17 W jaki sposoacuteb można wykorzystać kiełki 18 Dlaczego zaleca się magazynować słoacuted 19 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 20 Jakie znasz rodzaje słodu i skąd biorą się roacuteżnice między nimi 21 Jakie rodzaje słodoacutew wykorzystałbyś do produkcji piw ciemnych 22 Jakie surowce są niezbędne do wyprodukowania piwa 23 Jakie operacje i procesy jednostkowe obejmuje przygotowanie brzeczki 24 Z jakich surowcoacutew sporządza się zacier 25 W jakim celu zacier podgrzewa się 26 Na czym polega chmielenie brzeczki 27 W jakim przypadku stosuje się odchmielanie 28 Co się dzieje w kadziach osadowych 29 Czym jest gęstwa drożdżowa 30 Jaki rodzaj fermentacji zachodzi w brzeczce piwnej 31 Co dzieje się z ekstraktem podczas fermentacji 32 Od czego zależy czas leżakowania piwa 33 Jakie zjawiska zachodzą podczas leżakowania piwa 34 Dlaczego piwo poddaje się filtracji 35 Jakimi metodami można pasteryzować piwo 36 Jakie kryteria uwzględnia się klasyfikując piwa 37 Od czego zależy wartość energetyczna piwa 38 Jakie zasady bhp należy przestrzegać przy produkcji słodu i piwa 413 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny zdolności kiełkowania partii ziarna jęczmienia browarniczego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) przygotować ziarno jęczmienia browarniczego (kilkadziesiąt ziaren) zapisać liczbę
sztuk ziarna liczba ziaren szt 2) sprawdzić zdolność kiełkowania ziarna poprzez ułożenie policzonych ziaren na
wilgotnej bibule (wyłożonej np na talerzyk lub szalkę Petriego) i odstawieniu w temperaturze pokojowej na okres 5 dni (należy dbać aby bibuła była zawsze wilgotna) wynik zapisać
liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 3 dobach szt liczba ziaren ktoacutere wykiełkowały po 5 dobach szt 3) obliczyć zdolność kiełkowania w procentach wynik zapisać zdolność kiełkowania ziaren po 3 dobach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
zdolność kiełkowania ziaren po 5 dobach 4) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski 5) dokonać poroacutewnania otrzymanych wynikoacutew z normą jakościową na słoacuted browarny
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma jakościowa na słoacuted browarny minus ziarno jęczmienia minus woda minus bibuła minus szalki Petriego lub talerzyki (z bibułą do kiełkowania ziarna) Ćwiczenie 2
Przedstaw etapy produkcji słodu i piwa (tabela 1)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odbyć wycieczkę do browaru 2) dokonać analizy procesu technologicznego produkcji słodu i piwa 3) uzupełnić tabelę (tabela 1) wpisując do odpowiednich rubryk
minus surowce lub poacutełprodukty wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym (bdquona wejściurdquo do danej operacjiprocesu)
minus maszyny i urządzenia wykorzystywane w danej operacji lub procesie jednostkowym minus poacutełprodukty lub wyroby otrzymywane w danej operacji lub procesie jednostkowym
(bdquona wyjściurdquo z danej operacjiprocesu) minus produkty uboczne powstające w danej operacji lub procesie jednostkowym Wyposażenie stanowiska pracy
minus tabela do uzupełnienia minus literatura (7 8 13) Ćwiczenie 3
Opracuj blokowy schemat produkcji piwa
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się ze schematem produkcji słodu zamieszczonym w Poradniku ucznia 2) narysować blokowy schemat technologiczny produkcji piwa jako przedłużenie
blokowego schematu technologicznego produkcji słodu korzystając z opisu produkcji piwa rysunku przedstawiającego etapy produkcji piwa oraz wypełnionej tabeli z ćwiczenia 2
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny przedstawiający produkcję piwa minus literatura (7 8 13)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Tabela 1 Tabela do ćwiczenia 2 w rozdziale 413
Surowiec lub poacutełprodukt bdquona wejściurdquo
Operacja lub proces jednostkowy
Maszyny i urządzenia
Poacutełprodukt lub wyroacuteb bdquona wyjściurdquo
Produkty uboczne
Ziarno jęczmienia
Przygotowanie jęczmienia
Moczenie ziarna Kiełkowanie
ziarna
Suszenie słodu Odkiełkowanie Magazynowanie Słoacuted Śrutowanie słodu Zacieranie Filtracja zacieru Gotowanie
brzeczki z chmielem
Odchmielanie Osadzanie
brzeczki
Chłodzenie brzeczki
Fermentacja brzeczki
Leżakowanie piwa
Filtracja piwa Pasteryzacja w
przepływie
Rozlew piwa Pasteryzacja w
butelkach Piwo
(butelkowane)
Ćwiczenie 4
Przeprowadź ocenę sensoryczną piwa zgodnie z normą
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w normie wymagania dotyczące oceny sensorycznej piwa zapisać je 2) ustalić kolejność badań sensorycznych piwa
Wyposażenie stanowiska pracy
minus normy dotyczące piwa (Piwo - Metody badań - Ocena sensoryczna) minus stanowiska do oceny sensorycznej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Ćwiczenie 5 Dokonaj klasyfikacji wybranych wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego i ustal ich
symbole w oparciu o PKWiU i CPC
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać źroacutedło PKWiU i CPC (np korzystając z Internetu) 2) odnaleźć następujące wyroby przemysłu fermentacyjnego
minus Ouzo minus Calvados minus Whisky
3) zapisać do jakiej grupy wyroboacutew są zaliczane i jakie mają symbole wg PKWiU oraz CPC
4) korzystając z literatury i wyszukiwarki internetowej wyszukać informacje o tych wyrobach oraz sporządzić notatkę przedstawiającą ich kroacutetką charakterystykę
Wyposażenie stanowiska pracy
minus stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu minus literatura (5 8 13 18) 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) wymienić branże i wyroby przemysłu fermentacyjnego 2) zdefiniować słoacuted
3) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji słodu 4) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji słodu 5) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji słodu
6) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji słodu 7) wymienić rodzaje słodoacutew i ich przeznaczenie 8) zdefiniować piwo 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji piwa 10) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji piwa 11) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji piwa
12) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji piwa 13) wymienić rodzaje piw 14) wskazać produkty uboczne powstające przy produkcji słodu i piwa
15) wymienić kilka zasad bhp stosowanych w produkcji słodu i piwa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
42 Technologia produkcji win i miodoacutew pitnych 421 Materiał nauczania Produkcja win
Wino otrzymuje się poprzez fermentacje nastawu otrzymanego z moszczu Nazwę wino w zasadzie odnosi się do napojoacutew fermentowanych otrzymanych z moszczu
z winogron takie wina zwie się też winami gronowymi Napoje fermentowane otrzymane z moszczu innych owocoacutew zwane są winami owocowymi
Schemat 2 Etapy produkcji wina owocowego [opr własne]
Owoce
Przygotowanie nastawu
Fermentacja nastawu
Obciąg młodego wina
Leżakowanie klarowanie ściąganie znad osadoacutew
Woda cukier pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
CO2 osady
Uzyskanie moszczu Wytłoki
Pasteryzacja filtracja
Preparat pektynolityczny
Osad
Wino
Rozlew wina
Butelki
Środki klarujące
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
Rodzaje win W zależności od zawartości alkoholu i cukroacutew wina dzieli się na
minus stołowe do ktoacuterych zaliczamy wytrawne (zawierają najmniej alkoholu i cukroacutew) i poacutełwytrawne
minus deserowe do ktoacuterych zaliczamy poacutełsłodkie słodkie i bardzo słodkie (zawierają najwięcej alkoholu i cukroacutew) W zależności od barwy wyroacuteżnia się wina czerwone roacuteżowe i białe Wina mogą być nasycone dwutlenkiem węgla takimi winami są wina musujące (typu
szampan) i gazowane (nasycane sztucznie) Moszcz otrzymuje się z umytych oczyszczonych i posortowanych owocoacutew w wyniku
wytłoczenia z nich soku Aby ułatwić tłoczenie owoce wstępnie rozdrabnia się (lub gniecie) niekiedy stosuje się fermentację wstępną takiej miazgi owocowej (zwłaszcza z owocoacutew jagodowych gdyż w tym przypadku uzyskuje się lepszą barwę i zapach a przy tym wskutek zafermentowania moszcz zawiera pewną ilość alkoholu etylowego ktoacutery działa konserwująco) Tłoczenie jest łatwiejsze jeśli do miazgi doda się preparatu enzymatycznego (pektynolitycznego) i pozostawi miazgę wraz z preparatem na kilka do kilkunastu godzin Preparat powoduje uszkodzenie błon komoacuterkowych i łatwiejsze wypływanie soku owocowego
W wyniku tłoczenia otrzymuje się moszcz świeży w ilości ok 85 litroacutew ze 100 kg miazgi owocowej ktoacutery jest głoacutewnym poacutełproduktem do sporządzenia nastawu na wino Moszcz może być konserwowany (zazwyczaj za pomocą dwutlenku siarki w ilości 300-400 mgl) lub zagęszczany Moszcze konserwowane dwutlenkiem siarki poddaje się desulfitacji (usuwanie SO2) przed sporządzaniem nastawu
Produktem ubocznym przy otrzymywaniu moszczu są wytłoki ktoacutere mogą być wykorzystane np do celoacutew paszowych lub do otrzymywania pektyny
Nastaw sporządza się z moszczu z dodatkiem cukru (do ok 300 gl nastawu) wody matki drożdżowej (w ilości 2-5) i pożywki dla drożdży (najczęściej zawierającej fosforan amonu) jako środek konserwujący stosuje się najczęściej dwutlenek siarki (30-150 mgl)
Sporządzenie matki drożdżowej wymaga wyselekcjonowania komoacuterek drożdży o pożądanych cechach w warunkach laboratoryjnych Komoacuterki te namnaża się w laboratorium ndash powstaje szczep bdquoczystej kulturyrdquo ktoacutery może być dalej namnażany w warunkach produkcyjnych Aby z drożdży bdquoczystej kulturyrdquo uzyskać matkę drożdżową należy przenieść drożdże na sterylne podłoże zawierające sok owocowy z ewentualnym dodatkiem cukru Matka drożdżowa namnaża się 2-3 dni w temperaturze ok 26degC w warunkach tlenowych Drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6O2 rarr 6CO2
uarr + 6H2O + E
Po wprowadzeniu matki drożdżowej do nastawu drożdże czystej kultury zdominują środowisko nie dopuszczając do rozwoju drożdży dzikich i innej obcej mikroflory
Pożywka dla drożdży ma dostarczyć głoacutewnie azotu ktoacutery jest budulcem dla nowych komoacuterek drożdży Typową pożywką jest fosforan amonu dostarczający oproacutecz azotu także fosfor Pożywka może też zawierać inne mikroelementy np siarkę przydatne do budowy aminokwasoacutew Drożdże korzystają też z soli mineralnych zawartych w moszczu
Cukier wymagany jest przy produkcji win owocowych zwłaszcza słodkich i o dużej mocy Ilość cukru ktoacuterą należy dodać sporządzając nastaw można obliczyć znając zawartość cukru w owocach i ich kwasowość Jeśli wyliczona ilość cukru jest duża woacutewczas cukier należy dodawać w porcjach ndash część przy sporządzaniu nastawu a resztę podczas jego fermentacji Stężenie cukru tolerowane przez drożdże wynosi ok 20 wyższe stężenie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
powoduje hamowanie rozwoju drożdży Cukier zaleca się dozować w postaci syropu wodno-cukrowego (może być sporządzony na gorąco i ochłodzony)
Woda pozwala uzyskać odpowiednie stężenie cukru w nastawie jest rozpuszczalnikiem dla cukru i pożywki oraz regulatorem temperatury Żądana temperatura nastawu to 15-18degC rośnie ona w czasie fermentacji do 23-25degC czyli do poziomu najbardziej odpowiadającego drożdżom winiarskim
Dwutlenek siarki w warunkach przemysłowych zabezpiecza nastaw przed rozwojem niepożądanych drobnoustrojoacutew a głoacutewnie drożdży dzikich
Fermentacja nastawu odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych zwanych tankami (rys 10) W trakcie fermentacji obserwuje się następujące jej etapy
minus zafermentowanie ktoacutere objawia się zmętnieniem nastawu spowodowanym wzrostem liczby komoacuterek drożdży oraz wydzielaniem się piany związanym z powstawaniem dwutlenku węgla
minus fermentację głoacutewną czyli burzliwą związaną z gwałtownym pienieniem się nastawu i wydzielaniem bardzo licznych pęcherzykoacutew CO2
minus fermentację cichą czyli dofermentowanie w trakcie ktoacuterego fermentacja słabnie piana opada pojawia się coraz mniej pęcherzykoacutew CO2 a na dnie zbiornika powstaje coraz więcej osadoacutew
Rys 10 Tank fermentacyjny [8 s 120] 1 ndash właz 2 ndash kran spustowy 3 ndash laska miernicza 4 ndash otwoacuter do odprowadzania CO2
5 ndash płynowskaz 6 ndash kran probierczy 7 ndash czop fermentacyjny Z uwagi na intensywne pienienie w trakcie fermentacji burzliwej nie zaleca się pełnego
napełniania zbiornikoacutew a jedynie do poziomu ok 80 Wydzielanie się ciepła podczas fermentacji może być tak duże że zbiorniki trzeba chłodzić Czas trwania fermentacji to okres 4-8 tygodni Kroacutecej fermentują wina wytrawne a dłużej wina słodkie Fermentację można przedłużyć dodając w jej trakcie cukier Roacutewnież rasa drożdży ma wpływ na czas fermentacji ndash niektoacutere drożdże kończą fermentację szybciej przy niższej zawartości alkoholu w młodym winie inne ndash przy wyższej
Fermentownia powinna być wyposażona w wentylację umożliwiającą odprowadzanie CO2 i klimatyzację umożliwiającą chłodzenie lub ogrzewanie Przy wchodzeniu do zbiornikoacutew po fermentacji należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla
W pomieszczeniach fermentowni podobnie jak w całym zakładzie winiarskim należy zachowywać czystość Zagrożenia dla przebiegu fermentacji związane z zainfekowaniem przez drobnoustroje niepożądane to minus zaoctowanie związane z wytwarzaniem kwasu octowego wskutek rozwoju bakterii
octowych minus odkwaszanie nastawu spowodowane rozwojem szkodliwych drożdży dzikich minus fermentacja mlekowa zachodząca pod działaniem bakterii kwasu mlekowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
Obciąg młodego wina powinien być przeprowadzany ostrożnie aby nie ściągać wraz z winem osadoacutew zalegających na dnie zbiornikoacutew fermentacyjnych Wino można ściągać stosując minus zasysanie pompą minus lewarowanie przy wykorzystaniu roacuteżnicy poziomoacutew cieczy
Młode wino może być poddane pasteryzacji w celu zatrzymania fermentacji i utrzymania odpowiedniej słodkości (giną wtedy drożdże a cukier pozostaje w winie nieodfermentowany)
Osad powstały przy produkcji wina może być odwirowany w celu zmniejszenia strat wysuszony i jako produkt uboczny przeznaczony na paszę
Leżakowanie wina ma na celu utworzenie się odpowiedniego bdquobukieturdquo wina i umożliwienie klarowania się wina Podczas leżakowania utrzymuje się odpowiednią temperaturę i wykonuje się szereg operacji pomocniczych kolejne obciągi wina klarowanie filtrowanie korygowanie cech wina ewentualnie leczenie wina w przypadku stwierdzenia jego wad
Pomieszczenie w ktoacuterym odbywa się leżakowanie zwane jest leżakownią Wino przekazywane z fermentowni do leżakowni zwykle jest filtrowane Leżakowanie odbywa się w temperaturach zależnych od rodzaju wina od 5-18degC (niższe temperatury dla win wytrawnych i poacutełsłodkich wyższe ndash dla win słodkich) Pewne wina tzw maderyzowane podczas leżakowania ogrzewa się aby uzyskać charakterystyczne cechy organoleptyczne
Bukietem wina nazywa się złożony zapach charakterystyczny dla poszczegoacutelnych gatunkoacutew wina na ktoacutery składają się aromat użytych owocoacutew bukiet fermentacyjny ndash wytworzony w wyniku działania drożdży podczas fermentacji wina oraz bukiet leżakowy wytworzony podczas leżakowania
Aby cechy wina były stabilne stosuje się roacuteżne zabiegi stabilizacyjne klarowanie wina filtrację pasteryzację
Dla poprawienia cech organoleptycznych wina można mieszać ze sobą roacuteżne partie wina o wzajemnie uzupełniających się cechach zabieg taki zwany jest kupażowaniem
Rozlew win może być dokonywany minus na zimno z zachowaniem sterylnych warunkoacutew minus na gorąco (w temperaturze podwyższonej do 45-55degC) minus sposobem kombinowanym (rozlew gorąco-zimny) Produkcja miodoacutew pitnych
Mioacuted pitny jest napojem alkoholowym sporządzanym z płynnego miodu pszczelego zwanego patoką oraz wody (lub soku owocowego) przy zastosowaniu drożdży ktoacutere prowadzą proces fermentacji alkoholowej
Podział miodoacutew pitnych dokonywany jest w oparciu o stosunek ilościowy miodu użytego do produkcji do wody (albo soku owocowego) Rozroacuteżnia się następujące miody pitne minus poacutełtorak do produkcji ktoacuterego używa się 1 litr patoki na 05 litra wody (razem 15 litra) minus dwoacutejniak 1 litr patoki na 1 litr wody (razem 2 litry) minus troacutejniak 1 litr patoki na 2 litr wody (razem 3 litry) minus czwoacuterniak 1 litr patoki na 3 litr wody
Technologia produkcji miodoacutew pitnych jest zbliżona do technologii win owocowych Roacuteżnice związane są z innym sposobem przygotowania surowca ktoacuterym jest mioacuted
Bezpieczeństwo i higiena pracy przy produkcji win W przemyśle fermentacyjnym wymaga się od pomieszczeń aby ich ściany i posadzki
dawały się łatwo umyć i oczyścić powinny być odporne na działanie wilgoci Urządzenia powinny być tak rozmieszczone aby dostęp do nich i ich obsługa nie sprawiały trudności
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
W winiarstwie obowiązują podobne zasady odnoszące się do bhp jak w browarnictwie Bardzo ważne jest chronienie nastawoacutew winiarskich przed zakażeniami a więc utrzymywanie utrzymanie higieny produkcji ndash należytej czystości pomieszczeń i urządzeń a także ich sprawności oraz przestrzeganie ustalonych parametroacutew procesoacutew technologicznych i ich kontrolowanie
Podobnie jak w browarze szczegoacutelnie fermentownia win powinna mieć sprawną wentylację Zaleganie dwutlenku węgla w fermentowni może stanowić nawet zagrożenie dla życia pracownikoacutew jako że jest on cięższy od powietrza i gromadzi się w dolnych częściach pomieszczeń i oproacuteżnionych pomieszczeń
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 W jakim celu stosuje się preparaty pektynolityczne 2 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy tłoczeniu moszczu 3 Z jakich surowcoacutew sporządza się nastaw na wino 4 Jakie substancje stosowane są jako pożywka dla drożdży winiarskich 5 Jakie fazy wyroacuteżnia się podczas fermentacji nastawu 6 Jakie objawy towarzyszą zafermentowaniu 7 Po czym można rozpoznać fermentację burzliwą 8 Jak długo trwa fermentacja nastawu 9 Jakiego rodzaju zagrożenia mikrobiologiczne są niebezpieczne dla młodych win 10 Jakie znasz sposoby obciągu młodego wina 11 W jaki sposoacuteb można zatrzymać fermentację w młodym winie 12 Jakie operacje pomocnicze można wykonać podczas leżakowania wina 13 Co nazywamy bdquobukietemrdquo wina 14 Na czym polega kupaż wina 15 Na czym polega maderyzacja win 16 Jakie znasz sposoby rozlewu wina 17 Jak nazywamy napoacutej alkoholowy otrzymywany z miodu pszczelego 18 Co nazywamy patoką 19 Jakie znasz rodzaje miodoacutew pitnych 20 Czym roacuteżni się dwoacutejniak od troacutejniaka 423 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Opracuj harmonogram produkcji wina (gronowego lub owocowego) w warunkach domowych lub laboratoryjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wybrać recepturę (przepis) na wino 2) sporządzić wykaz sprzętu i narzędzi potrzebnych do wyprodukowania wina
w warunkach domowych zapisać 1 2 3
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
n 3) sporządzić wykaz surowcoacutew oraz materiałoacutew pomocniczych potrzebnych do
wyprodukowania wina zapisać 1 2 3 n 4) zaplanować czynności niezbędne przy produkcji wina i zapisać je z rozbiciem na
kolejne dni produkcji dzień 1 hellip
dzień 2
dzień 3
dzień n
5) zapisać wnioski i zaprezentować opracowany harmonogram
Wyposażenie stanowiska pracy
minus receptury (przepisy) na wino minus literatura (1 2 7 8) Ćwiczenie 2
Oblicz koszt produkcji wina gronowego w zbiorniku (balonie) 30 litrowym według podanej niżej receptury Normatyw surowcowy dla 15 l wina minus 10 kg czerwonych winogron (75 litra moszczu) minus 5 litroacutew wody minus 25 kg cukru minus 2 ml preparatu enzymatycznego pektopol minus 10 g pożywki dla drożdży minus porcja drożdży winiarskich Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) poznać ceny rynkowe surowcoacutew przewidzianych recepturą zapisać je
czerwone winogrono złkg cukier złkg woda złl
pektopol złml pożywka dla drożdży złg drożdże winiarskie złporcja
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
2) podaj przelicznik wskazujący ile razy musi pobrać surowcoacutew więcej niż podaje receptura zapisać wynik
przelicznik = 3) obliczyć ilość surowcoacutew potrzebnych do wyprodukowania wina zapisać wyniki
czerwone winogrono kg cukier kg woda l
pektopol ml pożywka dla drożdży g drożdże winiarskie porcje 4) obliczyć koszt każdego surowca zapisać wynik
czerwone winogrono zł cukier zł woda zł
pektopol zł pożywka dla drożdży zł drożdże winiarskie zł 5) zsumować koszty surowcoacutew zapisać wynik
łączny koszt surowcowy = zł
Wyposażenie stanowiska pracy minus receptura (przepis) na wino minus kalkulator Ćwiczenie 3
Oznacz zawartość alkoholu w winie w oparciu o normę
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z normą dla win i miodoacutew pitnych 2) odnaleźć zasady oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie 3) sporządzić notatkę zawierającą
minus opis metody oznaczania zawartości alkoholu etylowego w winie minus wymagane do przeprowadzenia oznaczenia sprzęt i odczynniki
4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus norma dla win i miodoacutew pitnych (Wina i miody pitne Przygotowanie proacutebek i metody
badań Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego) Ćwiczenie 4 Przygotuj ulotkę reklamową wybranych win Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) odszukać w literaturze lub za pomocą wyszukiwarki internetowej informacje o winach
minus Porto minus Madera
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
minus - Tokaj 2) napisać kroacutetką notatkę charakteryzującą te wina 3) zapisać wnioski wynikające z ćwiczenia
Wyposażenie stanowiska pracy
minus literatura (2 7 8 10) minus komputer z dostępem do Internetu
424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) klasyfikować wina 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji wina 3) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji wina 4) wymienić podstawowe parametry stosowane w poszczegoacutelnych etapach
produkcji wina
5) wymienić maszyny i urządzenia stosowane w produkcji wina 6) wymienić surowce do produkcji miodoacutew pitnych 7) wymienić rodzaje miodoacutew pitnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
43 Technologia produkcji suroacutewki spirytusu i woacutedek 431 Materiał nauczania Produkcja suroacutewki spirytusowej
Kierunkiem przemysłu fermentacyjnego obejmującym produkcję spirytusu surowego czyli tzw suroacutewki spirytusu rektyfikowanego oraz woacutedek i denaturatu jest gorzelnictwo W gorzelniach korzysta się z surowcoacutew zawierających cukry
Schemat 3 Produkcja suroacutewki spirytusowej (spirytusu surowego) [na podst 12 s17]
Podział gorzelni
minus rolnicze przetwarzające surowiec pochodzenia rolniczego tj zboża ziemniaki owoce i przefermentowane nastawy winiarskie
minus przemysłowe przerabiające odpady innych przemysłoacutew np melas (produkt uboczny otrzymywany podczas produkcji cukru) brzeczkę podrożdżową (produkt uboczny
Surowiec skrobiowy
Mycie ważenie
Parowanie
Scukrzanie
Zacier słodki
Fermentacja
Zacier odfermentowany
Destylacja
Spirytus surowy
Woda Ścieki
Para
Preparaty enzymatyczne
Drożdże
Gazy fermentacyjne
Wywar
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
otrzymywany podczas produkcji drożdży) ługi posiarczynowe (odpad przemysłu drzewnego) skrobię (z przemysłu ziemniaczanego) Najlepsze spirytusy do celoacutew spożywczych otrzymuje się z ziemniakoacutew lub zboża
W surowcach tych obecna jest skrobia W wyniku jej hydrolizy powstają cukry ktoacutere mogą być fermentowane przez drożdże co prowadzi do powstania alkoholu etylowego ktoacutery jest podstawowym składnikiem suroacutewki i spirytusu
Produkcja suroacutewki z ziemniakoacutew (schemat 3) wymaga spowodowania pełnej hydrolizy skrobi ziemniaczanej Ziemniaki myje się i poddaje parowaniu (rys 11) W czasie parowania skrobia rozluźnia się i ulega częściowej hydrolizie
Aby spowodować pełną hydrolizę skrobi do uparowanych ziemniakoacutew dodaje się świeżego słodu (tzw zielonego) bogatego w enzymy otrzymanego przez skiełkowanie jęczmienia Powstaje poacutełprodukt zwany zacierem Enzymy ze słodu rozkładają skrobię na dekstryny a następnie do maltozy i glukozy czyli cukroacutew fermentowanych przez drożdże Zacieranie w kadzi (rys 12) trwa ok 2 godz
Po zacieraniu dodaje się do zacieru drożdże zarodowe (tzw matkę drożdżową) czyli odpowiednio rozmnożone drożdże ktoacutere spowodują fermentację zacieru i wytworzenie alkoholu etylowego powstają przy tym produkty uboczne fermentacji między innymi inne alkohole
Po fermentacji ktoacutera trwa ok 70 godz w 30degC z przefermentowanego zacieru bdquoodpędza sięrdquo alkohol etylowy na drodze destylacji W ten sposoacuteb powstaje suroacutewka spirytusowa
Rys 11 Schemat parnika [6 s 81] 1 ndash zasyp surowca 2 ndash zawoacuter bezpieczeństwa 3 ndash manometr 4 ndash zawoacuter odpowietrzający 5 ndash dopływ pary 6 ndash dopływ wody 7 ndash odpływ skroplin zawoacuter spustowy 8 ndash zawoacuter spustowy 9 ndash kurek do spuszczania wody
Rys 12 Gorzelnicza kadź zacierna [9 s 74]
1 ndash zbiornik 2 ndash wymienniki ciepła (wężownice) 3 ndash kurek spustowy 4 ndash podstawa 5 ndash belka nośna 6 ndash przekładnia pasowa 7 ndash silnik 8 ndash kołpak 9 ndash kroacuteciec wyciągu 10 ndash mieszadło 11 ndash kurek probierczy
12 ndash termometr
Produkcja suroacutewki z melasu jest prostsza gdyż zawiera on cukry fermentujące i dlatego nie wymaga zacierania stosowanego przy wykorzystaniu surowcoacutew skrobiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
W tym przypadku przygotowuje się brzeczkę z melasu (zawierającego ok 80 ekstraktu) poprzez jego rozcieńczenie wodą aby uzyskać ekstrakt ok 10-13 (przy zbyt wysokim stężeniu ekstraktu drożdże nie mogą prowadzić fermentacji) Brzeczkę zaszczepia się przygotowanymi drożdżami zarodowymi i prowadzi się fermentację Po fermentacji dokonuje się odpędu (rys 13) w wyniku czego powstaje suroacutewka
Rys 13 Schemat aparatury do destylacji prostej z deflegmacją [8 s 114] 1 ndash kocioł destylacyjny 2 ndash deflegmator 3 ndash skraplacz 4 ndash odbiornik destylatu
Produktem ubocznym po odpędzie spirytusu z suroacutewki jest wywar ktoacutery może być wykorzystywany np do produkcji drożdży paszowych Produkcja spirytusu
Ponieważ metodą prostej destylacji nie można otrzymać czystego alkoholu etylowego suroacutewkę po destylacji poddaje się rektyfikacji z wykorzystaniem kolumn rektyfikacyjnych (rys 15)
Rektyfikacja to proces rozdzielania
cieczy przez wielokrotne odparowywanie i skraplanie Rektyfikację traktuje się jako wielokrotną destylację ale zachodzącą w jednym aparacie zwanym kolumną rektyfikacyjną Można ją prowadzić w kolumnach o działaniu okresowym lub o działaniu ciągłym
Celem rektyfikacji jest oczyszczenie suroacutewki otrzymanej po destylacji prostej W przypadku suroacutewki chodzi o rozdzielenie alkoholu etylowego od wody i produktoacutew ubocznych fermentacji negatywnie wpływających na jakość spirytusu
Produktami rektyfikacji ze względu
na charakter chemiczny są - etanol - alkohole wyższe zwane fuzlami w tym propylowy izobutylowy i izoamylowy - aldehydy - estry - kwasy karboksylowe
Rys 14 Schemat jednokolumnowego aparatu odpędowego [9 s 127]
1 ndash poacutełki zacierowe 2 ndash poacutełki spirytusowe 3 ndash wężownice 4 ndash wyrzutnik wywaru
5 ndash manometr 6 ndash termometr 7 ndash wzierniki zawoacuter spustowy 8 ndash bełkotka
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Ze względu na temperaturę wrzenia wyroacuteżniamy - przedgony czyli substancje mające niższą temperaturę wrzenia niż alkohol etylowy odbierane są przed etanolem - etanol mający temperaturę wrzenia 783degC - niedogony czyli substancje o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia etanolu odbierane są więc po etanolu - związki o charakterze pośrednim trudne do oddzielenia od etanolu nawet na drodze rektyfikacji nieprzechodzące ani do przedgonoacutew ani do niedogonoacutew
Rys 15 Uproszczony schemat aparatu rektyfikacyjnego do produkcji ciągłej [8 s 115] 1 ndash kolumna aspiracyjna 2 ndash kolumna rektyfikacyjna
Rys 16 Schemat poacutełki dzwonowej w kolumnie rektyfikacyjnej [7 s 12]
Rodzaje spirytusu Stosując rektyfikację nie można uzyskać czystego 100 spirytusu otrzymuje się spirytus
o mocy do 965 W zależności od stopnia jego oczyszczenia wyroacuteżniamy rodzaje spirytusu spożywczego minus zwykły (najsłabiej oczyszczony o mocy 96) minus wyborowy minus luksusowy (najmniej zanieczyszczony o mocy 965)
Ponadto produkuje się roacutewnież spirytus techniczny (do celoacutew technicznych) ktoacutery jest bardziej zanieczyszczony niż spirytus zwykły Produkcja woacutedek i denaturatu
Rodzaje woacutedek Wyroacuteżnia się woacutedki czyste i woacutedki gatunkowe Woacutedki czyste otrzymuje się poprzez
rozcieńczenie spirytusu za pomocą wody Woacutedki gatunkowe powstają ze spirytusu rozcieńczonego wodą z dodatkiem substancji smakowo-zapachowych i barwiących
W zależności od rodzaju użytego spirytusu wyroacuteżnia się woacutedki czyste minus zwykłe minus wyborowe minus luksusowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
Produkcja woacutedek czystych W procesie produkcji woacutedek czystych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus uzdatnianie wody (zazwyczaj jej zmiękczanie ale roacutewnież usuwanie smaku zapachu odżelazienie usuwanie CO2) mające zasadniczy wpływ obok jakości spirytusu na jakość woacutedki
minus rozcieńczanie spirytusu uzdatnioną wodą minus oczyszczanie (sączenie przez węgiel drzewny i filtracja) minus wyroacutewnywanie mocy woacutedki minus rozlew
Produkcja woacutedek gatunkowych W procesie produkcji woacutedek gatunkowych wyroacuteżniamy następujące etapy
minus przygotowanie surowcoacutew spirytusu wody dodatkoacutew (esencji nalewek destylatoacutew owocowych sokoacutew i innych dodatkoacutew)
minus połączenie surowcoacutew ze sobą czyli bdquozestawianierdquo woacutedek według receptury minus leżakowanie woacutedek w czasie ktoacuterego następuje ich dojrzewanie minus filtrację - rozlew
Schemat 4 Produkcja woacutedek czystych [na podstawie 12 s 20] Produkcja denaturatu Denaturat to spirytus z dodatkiem środkoacutew skażających powodujących jego
nieprzydatność konsumpcyjną spożycie denaturatu może spowodować poważne zatrucie człowieka Używany jest do celoacutew gospodarczych np w gospodarstwach domowych
Demineralizacja
Woda Spirytus rektyfikowany
Sporządzanie zestawoacutew
Gotowy zestaw woacutedek
Woda odmineralizowana
Pakowanie
Woacutedka czysta
Czyste opakowania
NaOH H2SO4
Ścieki
Opakowania
Mycie
Woda środki myjące
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
W procesie produkcji denaturatu wyroacuteżniamy następujące etapy minus przygotowanie spirytusu minus skażanie spirytusu i ewentualne barwienie minus klarowanie minus filtracja minus rozlew 432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co powinien zawierać surowiec z ktoacuterego chcemy wyprodukować alkohol etylowy 2 Na czym polega roacuteżnica między gorzelniami rolniczymi a przemysłowymi 3 Jaki jest cel dodawania słodu do surowca skrobiowego przy produkcji suroacutewki
spirytusowej 4 Co rozumiemy pod pojęciem bdquodrożdże zarodowerdquo 5 Jakie przemiany zachodzą w trakcie zacierania 6 W jaki sposoacuteb odpędza się alkohol z przefermentowanego zacieru 7 Dlaczego produkując suroacutewkę spirytusową z melasu nie stosuje się zacierania 8 Dlaczego melas rozcieńcza się przed dodaniem drożdży zarodowych 9 Jak nazywamy produkt uboczny powstający przy odpędzie spirytusu z suroacutewki 10 W jakim urządzeniu prowadzi się rektyfikację 11 Jaki jest cel rektyfikacji suroacutewki 12 Co rozumiemy pod określeniem bdquofuzlerdquo 13 Czym roacuteżnią się przedgony od niedogonoacutew 14 Jaką bdquomocrdquo może mieć spirytus uzyskiwany metodą rektyfikacji 15 Jakie znasz rodzaje spirytusu 16 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek 17 Jakie wyroacuteżnia się rodzaje woacutedek czystych 18 Czym roacuteżnią się woacutedki gatunkowe od woacutedek czystych 19 Na czym polega uzdatnianie wody do produkcji woacutedek 20 W jaki sposoacuteb oczyszcza się woacutedki przed rozlewem 21 Na czym polega bdquozestawianierdquo woacutedek 22 Jakie dodatki stosuje się przy produkcji woacutedek gatunkowych 23 W jakim celu woacutedki gatunkowe przed rozlewem poddaje się leżakowaniu 24 Dlaczego spirytus na denaturat skaża się 25 Dlaczego denaturatu nie można stosować do celoacutew spożywczych 433 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Oblicz jaką ilość alkoholu etylowego można uzyskać teoretycznie z 1 kilograma cukru białego kryształ na drodze fermentacji alkoholowej zakładając że cukier kryształ zawiera 100 sacharozy a wydajność procesu wynosi 85 Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapisać reakcje
1 hydrolizy sacharozy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
2 fermentacji alkoholowej
2) obliczyć gramocząsteczkę sacharozy i alkoholu etylowego zapisać wyniki sacharoza g
alkohol etylowy g 3) ułożyć stosowną proporcję (wpisując w miejsce gramocząsteczek ilość gramoacutew im
odpowiadających) zapisać ją i obliczyć z niej ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100
z 1 gramocząsteczki sacharozy ------------------------ 4 gramocząsteczki alkoholu
etylowego to z 1 kg sacharozy ------------------------ x kg alkoholu etylowego
stąd ilość alkoholu etylowego przy wydajności 100 x = g 4) przeliczyć ilość otrzymanego alkoholu na wydajność 85 zapisać wynik ilość otrzymanego alkoholu etylowego przy wydajności 85 wynosi g 6) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus kalkulator
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj zestaw do przemysłowej destylacji alkoholu etylowego z nastawu winiarskiego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wymienić urządzenia wchodzące w skład zestawu do destylacji określić ich rolę zapisać je
2) narysować zestaw do destylacji składający się z wymienionych urządzeń 3) przeprowadzić destylację w laboratorium
Wyposażenie stanowiska pracy
minus typowe stanowisko uczniowskie minus przyrządy do rysowania minus sprzęt i szkło laboratoryjne do destylacji minus instrukcja bhp Ćwiczenie 3
Zaprojektuj system HACCP w linii produkcji woacutedek czystych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z blokowym schematem technologicznym produkcji woacutedek czystych (np
zamieszczonym w Poradniku ucznia) 2) wskazać miejsca (operacje i procesy jednostkowe) w ktoacuterych należy usytuować punkty
kontrolne (CP i CCP) 3) zapisać parametry ktoacutere powinny być kontrolowane w CP i CCP 4) uzasadnić swoacutej wyboacuter
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek czystych minus literatura (4 8 10 12) Ćwiczenie 4
Zaprojektuj przebieg produkcji wybranej woacutedki gatunkowej przedstaw go w postaci blokowego schematu technologicznego i oszacuj koszt surowcowy tej woacutedki
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zaproponować recepturę na woacutedkę gatunkową (korzystając z dostępnej literatury lub
tworząc własną) zapisać ją uzasadnić swoacutej wyboacuter 2) ustalić kolejność operacji technologicznych związanych z produkcją woacutedki gatunkowej na
podstawie zaproponowanej receptury zapisać je 3) przedstawić planowany przebieg produkcji tej woacutedki w postaci blokowego schematu
technologicznego 4) oszacować koszt surowcowy woacutedki produkowanej według przyjętej receptury
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny prezentujący produkcję woacutedek gatunkowych minus literatura (8 9 10 18) 434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) dokonać podziału gorzelni 2) opisać etapy produkcji suroacutewki z ziemniakoacutew 3) opisać etapy produkcji suroacutewki z melasu 4) wskazać roacuteżnice przy produkcji spirytusu surowego z surowcoacutew skrobiowych
i melasu
5) wskazać cele rektyfikacji spirytusu 6) wymienić produkty rektyfikacji 7) wymienić rodzaje spirytusu 8) wymienić rodzaje woacutedek czystych 9) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek czystych
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji woacutedek gatunkowych 11) wyjaśnić jak powstaje denaturat
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
44 Technologia produkcji drożdży i kwasoacutew spożywczych 441 Materiał nauczania Produkcja drożdży piekarskich
Drożdże piekarskie są to drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae Produkuje się je najczęściej z wykorzystaniem melasu jako surowca podstawowego będącego źroacutedłem cukru
Drożdże stosuje się głoacutewnie jako minus środek spulchniający ndash w tym celu wykorzystuje się drożdże piekarskie prasowane lub
suszone minus dodatek wzbogacający wartość odżywczą pieczywa i innych wyroboacutew ndash w tym celu
stosuje się drożdże nieaktywne (martwe komoacuterki drożdży) minus składnik pasz (drożdże nieaktywne)
Etapy produkcji drożdży piekarskich prasowanych z wykorzystaniem melasu (schemat 5) obejmują następujące operacje i procesy jednostkowe - rozcieńczanie melasu (zawierającego ok 75 ekstraktu) gorącą wodą (w stosunku 12 lub 13) przy czym powstaje brzeczka melasowa ndash zakwaszanie brzeczki za pomocą kwasu siarkowego ndash ogrzewanie w wyniku ktoacuterego dochodzi do sterylizacji brzeczki melasowej ndash klarowanie np w wiroacutewkach zwanych klaryfikatorami w celu oddzielenia osadoacutew
i zawiesin wytrąconych po dodaniu kwasu i ogrzewaniu ndash dodanie pożywki (zawierającej azot i fosfor ktoacutere są potrzebne do wzrostu komoacuterek drożdży)
ndash zaszczepianie drożdżami czystej kultury wyhodowanymi w laboratorium ndash prowadzenie hodowli przez kilkanaście godzin w temperaturze ok 25degC w kadzi fermentacyjnej (rys 17) z jednoczesnym napowietrzaniem (powietrzem czystym mikrobiologicznie wprowadzanym przez barboter czyli bełkotkę) ktoacutere warunkuje szybkie rozmnażanie się drożdży drożdże prowadzą wtedy oddychanie zgodnie z reakcją
C6H12O6 + 6 O2 rarr 6 CO2uarr + 6 H2O + E
przy czym następuje intensywny przyrost biomasy ndash odwirowanie z wykorzystaniem wiroacutewek ndash prasowanie z wykorzystaniem pras filtracyjnych (rys 18) lub filtroacutew proacuteżniowych do uzyskania zawartości suchej masy ok 25 ndash formowanie ndash pakowanie
Rys 17 Kadź drożdżowa [9 s 168] 1 ndash płaszcz kadzi ze stali kwasoodpornej 2 ndash rura perforowana do zraszania kadzi 3 ndash chłodnica wewnętrzna 4 ndash mieszadło 5 ndash napęd mieszadła 6 ndash cyklon 7 ndash doprowadzenie i odpływ wody chłodzącej 8 ndash rura powietrzna 9 ndash doprowadzenie melasu 10 ndash regulator poziomu piany 11 ndash przegub wahliwy 12 ndash dozownik melasu 13 ndash doprowadzenie powietrza
Drożdże suszone aktywne w postaci nitek płatkoacutew lub granulek uzyskuje się poprzez
suszenie w temperaturze do 38degC do osiągnięcia zawartości wody w drożdżach od 10 do 30 Drożdże nieaktywne suszy się w wyższych temperaturach aby komoacuterki obumarły
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
Rys 18 Filtr proacuteżniowy [9 s 188]1 ndash bęben 2 ndash komora natryskowa 3 ndash tkanina 4 ndash łożysko lewe
5 ndash proacuteżniomierz 6 ndash końcoacutewka do podłączania pomp proacuteżniowych 7 ndash naprężacz pasa 8 ndash noga lewa 9 ndash noacuteż skrawający 10 ndash zawoacuter szybko zamykający 11 ndash noga prawa 12 ndash łożysko prawe 13 ndash ucho tylne
14 ndash odprowadzenie wody z komory natryskowej 15 ndash doprowadzenie wody do dysz 16 ndash noacuteż wyroacutewnujący 1 7 ndash wanna 18 ndash przekładnia bezstopniowa 19 ndash silnik 20 ndash ucho przednie
Schemat 5 Produkcja drożdży piekarskich prasowanych [opr własne]
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja klarowanie
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja
Woda
Pożywka
Drożdże czystej kultury
CO2
Odwirowanie
Powietrze
Prasowanie Odciek
Formowanie pakowanie
Drożdże prasowane
Opakowania
Odciek
Kwas siarkowy Osad
Woda głębinowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Wymagania stawiane drożdżom piekarskim prasowanym związane są z ich cechami organoleptycznymi i siłą pędną minus barwa kremowa dopuszczalny szary odcień (powierzchnia powinna być bez nalotoacutew) minus smak i zapach swoisty (bez posmaku gorzkiego pleśni bez obcych zapachoacutew) minus konsystencja ścisła (bez kruszenia się bez zewnętrznych objawoacutew mazistości) minus rysa szorstka (rysę sprawdza się poprzez pociągnięcie paznokciem kciuka po
powierzchni kostki drożdży nie powinna być gładka mazista) minus przełom muszlowy (przełom sprawdza się po przełamaniu na poacuteł kostki drożdży nie
powinien być gładki) minus wysoka siła pędna (siłę pędną mierzy się czasem potrzebnym do podniesienia ciasta
przez drożdże na określoną wysokość) Uwagi dotyczące bhp Ponieważ przy produkcji drożdży wykorzystuje się stężony kwas siarkowy ktoacutery jest
substancją silnie żrącą należy bezwzględnie przestrzegać zasad ostrożnego obchodzenia się z nim Pracownicy zatrudnieni przy manipulacji z kwasami powinni mieć stroacutej ochronny ndash gumowe buty fartuchy i rękawice oraz okulary w oprawie kwasoodpornej i gazoszczelnej (lub inną dopuszczoną osłonę twarzy) Kontakt ze środkami żrącymi należy ograniczać do minimum
Należy pamiętać o niebezpieczeństwach związanych z zaleganiem dwutlenku węgla w oproacuteżnionych kadziach fermentacyjnych
Produkcja kwasoacutew spożywczych
Produkcja kwasu octowego Kwas octowy (E 260) jest powszechnie stosowanym kwasem spożywczym zaroacutewno
w przemyśle jak i w gospodarstwach domowych Jego słaby roztwoacuter przeznaczony do celoacutew spożywczych najczęściej 5-10 zwany jest octem
Przemysł spożywczy produkuje kwas octowy na drodze fermentacji octowej prowadzonej przez bakterie octowe Acetobacter
Fermentacja octowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas octowy przebiega w warunkach tlenowych według następującej reakcji (zapis sumaryczny) CH3CH2OH + O2 rarr CH3COOH + H2O + E etanol kwas octowy
Surowcami do produkcji kwasu octowego są alkohol etylowy (spirytus najlepiej ziemniaczany) woda (ktoacuterą rozcieńcz się spirytus) pożywka dla bakterii (sole mineralne ekstrakt słodowy Obecnie stosuje się metodę wgłębną z wykorzystaniem zbiornikoacutew ze stali kwasoodpornej zwanych acetatorami (rys 19) z intensywnym napowietrzaniem
Rys 19 Schemat acetatora [9 s 269] 1 ndash silnik 2 ndash napowietrzacz 3 ndash pompa zacieru octowego 4 ndash płynowskaz 5 ndash wlot goacuterny 6 ndash właz dolny 7 ndash rura cyrkulacyjna 8 ndash chłodnica 9 ndash filtr powietrza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Produkcja kwasu mlekowego Kwas mlekowy jest dodatkiem do żywności (jego symbol to E 270) Można go otrzymać
metodą fermentacyjną (schemat 6) wykorzystując czyste kultury bakterii kwasu mlekowego Lactobacillus delbruumlckii
Schemat 6 Produkcja kwasu mlekowego [opr własne
Melas
Sporządzanie brzeczki sterylizacja
Dodanie pożywki
Zaszczepianie
Fermentacja Wytrącenie kwasu mlekowego
Szlam
H2SO4
Woda
Pożywka
Bakterie mlekowe
Zacier
CO2
Uwalnianie kwasu mlekowego
CaCO3
Filtracja
Filtracja Gips szlam
Zagęszczanie Leżakowanie
Roztwoacuter kwasu mlekowego
Osady
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Fermentacja mlekowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas mlekowy przebiega według następującej reakcji (zapis sumaryczny)
C6H12O6 rarr 2 CH3CH(OH)COOH + E
Fermentacja zachodzi w kadziach fermentacyjnych bez udziału tlenu najlepiej
w temperaturze 48-50degC przy pH środowiska ok 42 Surowcami do produkcji kwasu mlekowego są surowce zawierające cukry cukier biały cukier żoacutełty (przemysłowy) krochmal melas serwatka kukurydza i inne surowce bogate w polisacharydy
W czasie produkcji dodaje się węglanu wapnia (kredy) CaCO3 ktoacuterego zadaniem jest neutralizacja wytworzonego już się kwasu mlekowego ponieważ powstający kwas mlekowy hamuje proces fermentacji węglan wapnia wiąże się z kwasem mlekowym i wypada w postaci mleczanu wapnia Po 6-7 dniach fermentacji zacier zawierający mleczan wapnia traktowany jest kwasem siarkowym ndash uwalnia się kwas mlekowy i powstaje osad gipsu CaSO4 Za pomocą filtru proacuteżniowego oddziela się osady W celu dalszego oczyszczenia kwas może być jeszcze poddawany leżakowaniu (ok 14 dni) aby wytrąciły się osady (głoacutewnie krzemionki)
Otrzymany kwas mlekowy zagęszcza się do stężenia 50 lub 80 Produkcja kwasu cytrynowego Kwas cytrynowy jest popularnym dodatkiem do żywności (jego symbol to E 330) Można
go otrzymać na drodze minus wydobycia go z surowcoacutew roślinnych (np z cytryn) minus fermentacji cytrynowej (cytrynianowej) w ktoacuterej surowcem są cukry fermentacja może
być prowadzona metodą powierzchniową lub wgłębną (nowocześniejszą i wydajniejszą) Fermentacja cytrynowa w wyniku ktoacuterej powstaje kwas cytrynowy przebiega według
następującej reakcji (zapis sumaryczny)
2C6H12O6 + 3O2 rarr 2C6H8O7 + 4H2O
glukoza kwas cytrynowy
Fermentację tę prowadzi się najczęściej przy wykorzystaniu pleśni Aspergillus niger W procesie produkcji kwasu cytrynowego wyroacuteżniamy następujące etapy
minus sporządzanie brzeczki z melasu (zawierającej 13-20 cukru) poprzez rozcieńczenie melasu wodą i jej sterylizację
minus dodanie pożywki dla pleśni (sole mineralne fosfor i substancje azotowe) minus zaszczepianie pleśniami czystej kultury Aspergillus niger minus prowadzenie fermentacji podczas ktoacuterej ma miejsce napowietrzanie w metodzie
wgłębnej fermentacja trwa ok 10 dni minus oddzielenie grzybni gdyż pleśnie prowadząc fermentację rozmnażają się minus ogrzewanie i dodawanie chlorku wapnia CaCl2 ktoacutery ma za zadanie wytrącić kwas
szczawiowy (powstający podczas fermentacji jako produkt uboczny) w postaci szczawianu wapnia
minus odsączenie szczawianu wapnia minus ogrzewanie przesączu do wrzenia minus dodawanie mleka wapiennego Ca(OH)2 ktoacutere powoduje wytrącenie kwasu cytrynowego
w postaci cytrynianu wapnia minus oddzielanie cytrynianu wapnia na prasach filtracyjnych minus dodawanie H2SO4 do cytrynianu wapnia przy czym wytrąca się osad gipsu CaSO4
i uwalnia kwas cytrynowy w roztworze minus krystalizacja kwasu cytrynowego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
Zagrożenia dla środowiska powodowane przez zakłady przemysłu fermentacyjnego Przemysł fermentacyjny obejmuje wiele roacuteżnych kierunkoacutew charakteryzujących się
roacuteżnym wpływem na środowisko naturalne Skala zagrożeń zależy właśnie od kierunku produkcji i jej wielkości
Szczegoacutelne zagrożenia stwarza przemysł spirytusowo-drożdżowy ze względu na dużą skalę produkcji i jej charakter Mniejsze zagrożenia występują ze strony zakładoacutew winiarskich i piwowarskich choć wielkość produkcji jest tu dość znaczna Produkcja kwasoacutew spożywczych odbywa się w małej skali stąd ten kierunek produkcji nie stwarza dużego zagrożenia dla środowiska naturalnego
Wpływ na atmosferę Specyficznymi dla zakładoacutew przemysłu fermentacyjnego zanieczyszczeniami
przedostającymi się do atmosfery są etanol i dwutlenek węgla powstające w procesie technologicznym źroacutedłem emisji są np słodownie kadzie w ktoacuterych rozmnaża się drożdże i prowadzi procesy fermentacyjne oddziały rektyfikacji
Przemysł fermentacyjny wykorzystuje znaczne ilości pary grzejnej a przy jej produkcji powstają duże spaliny zanieczyszczające atmosferę
Pyły powstają w słodowniach podczas wyładowywania transportu wewnętrznego i operacji jednostkowych ktoacuterym poddawane są ziarno oraz słoacuted W połączeniu z powietrzem pyły stwarzają niebezpieczeństwo wybuchoacutew
Systemy chłodzenia spełniające ważną rolę w przemyśle fermentacyjnym mogą być źroacutedłem wyciekoacutew amoniaku groźnego szczegoacutelnie dla najbliższego otoczenia
Powstawanie ściekoacutew Przemysł fermentacyjny zużywa bardzo duże ilości wody a tym samym produkuje
znaczną ilość ściekoacutew choć znaczna ilość wody znajduje się też w produktach przemysłu fermentacyjnego ndash w piwie winach woacutedkach Źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym są głoacutewnie minus ścieki technologiczne ndash płukanie filtrowanie i prasowanie drożdży filtrowanie woacutedek
gatunkowych mycie ziemniakoacutew w gorzelniach rolniczych czy mycie ziarna w słodowniach odcieki z młoacuteta i chmielin w browarach bardzo groźny jest wywar z gorzelni melasowych powstający w procesie technologicznym produkcji spirytusu surowego
minus ścieki powstające przy czyszczeniu powierzchni produkcyjnych myciu urządzeń i opakowań w rozlewniach myciu środkoacutew transportu
minus ścieki będące wyciekami wskutek awarii i nieszczelności aparatury minus ścieki socjalne i wody opadowe minus wody z wymiennikoacutew ciepła ktoacutere nie zawierają zanieczyszczeń a jedynie
charakteryzują się podwyższoną temperaturą są to wody pochłodnicze ndash chłodzenie mleczka drożdżowego brzeczki drożdżowej w czasie hodowli chłodzenie w procesach fermentacji i rektyfikacji Wody pochłodnicze nie muszą być kierowane do oczyszczalni ściekoacutew ale podnoszą temperaturę woacuted z ktoacuterymi się mieszają BZT (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) ściekoacutew przemysłu fermentacyjnego jest roacuteżne
w zależności od kierunku produkcji ndash dla przykładu jest niezwykle wysokie dla wywaru z gorzelni melasowych bardzo wysokie w przypadku drożdżowni a dość niskie w przypadku browaroacutew Ponadto ścieki z drożdżowni mogą powodować rozwoacutej tzw grzyba ściekowego groźnego dla woacuted
Ścieki pochodzące z roacuteżnych działoacutew zakładu nie powinny być mieszane lecz poddawane osobnej obroacutebce co ułatwia ich utylizację Wywar z gorzelni rolniczych może być wykorzystywany jako pasza dla bydła Wywar z gorzelni melasowych może być częściowo wykorzystany jako pasz może być też spalany (powstaje jednak przykry zapach)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
Odpady stałe Przemysł fermentacyjny roacutewnież negatywnie może oddziaływać na środowisko poprzez
produkcję odpadoacutew stałych Odpadami takimi są minus zanieczyszczenia mineralne i organiczne ziarna obce ziarno i ziarno złej jakości obecne
w ziarnie dostarczanym do słodowni minus pyły zgromadzone w urządzeniach odpylających minus zużyta ziemia okrzemkowa i kartony filtracyjne wykorzystywane przy filtracji piwa minus pozostałości owocoacutew przypraw i zioacuteł wykorzystywanych w przemyśle spirytusowym
wysłodziny chmieliny i osady brzeczne pochodzące z browaroacutew minus osady ściekowe np szlamy pozostające po biodegradacji ściekoacutew z drożdżowni minus stłuczka szklana odpady papierowe folie i odpady plastykowe ktoacutere można
zagospodarowywać jako surowce wtoacuterne minus żużel jako odpad z kotłowni i inne Bhp ochrona przeciwpożarowa i ochrona środowiska w przemyśle fermentacyjnym
Wymienione wcześniej niebezpieczeństwa wymuszają ścisłe przestrzeganie zasad
i przepisoacutew bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska w przemyśle fermentacyjnym
W zakładach przemysłu fermentacyjnego przy wielu operacjach technologicznych istotnym problemem jest uciążliwy dla załogi hałas i wibracje ktoacuterych źroacutedłami są w działy technologiczne (np linie do rozlewu produktoacutew śrutowniki) jak i infrastruktura (wentylatory chłodnie urządzenia transportowe) czy zły stan urządzeń Pracownicy powinni używać w tych przypadkach ochraniaczy słuchu (np słuchawek ochronnych) Urządzenia należy utrzymywać w sprawności regularnie smarować stosować osłony izolacyjne o ile to możliwe ndash wykładać masami głuszącymi Bardzo istotne jest wytłumianie pomieszczeń produkcyjnych (ekrany dźwiękochłonne pochłaniacze przestrzenne)
Dwutlenek węgla powstający w procesach technologicznych przemysłu fermentacyjnego jest niebezpieczny dla pracownikoacutew Przy wchodzeniu pracownikoacutew do zbiornikoacutew po fermentacji w celu ich czyszczenia należy zachowywać szczegoacutelną ostrożność ze względu na możliwość gromadzenia się na ich dnie dwutlenku węgla i możliwość omdlenia
Gromadzenie się dwutlenku węgla i niebezpieczeństwo wyciekoacutew amoniaku z urządzeń chłodniczych wymusza wyposażenie w sprzęt ratunkowy ndash maski ochronne aparaty tlenowe i odzież ochronną a także wymaga regularnego sprawdzania sprzętu kontrolno-pomiarowego
Istnieje roacutewnież zagrożenie pylicą zwłaszcza pylicą krzemową pod wpływem pyłu towarzyszącego ziarnu Krzemionka obecna w pyle zbożowym może wywoływać u pracownikoacutew chorobę ndash pylicę krzemową Dlatego przy pracach podczas ktoacuterych pracownik narażony jest na wdychanie pyłu należy używać maseczek ochronnych Zakłady powinny posiadać systemy wentylacyjne
Z uwagi na grożące niebezpieczeństwa wybuchu ze strony pyłoacutew konieczne jest odpylanie pomieszczeń i zakaz używania otwartego ognia Instalację elektryczną należy szczegoacutelnie zabezpieczać i nie dopuszczać do iskrzenia Obiekt powinien być wyposażony w sprzęt przeciwpożarowy Urządzenia odpylające należy zachowywać w pełnej sprawności Nie należy dopuszczać do gromadzenia się pyłoacutew zaroacutewno w pomieszczeniach produkcyjnych na obudowie maszyn jak i na elementach konstrukcji budynkoacutew
Środki pomocnicze chemikalia stosowane w procesach mycia i dezynfekcji oraz oleje opałowe i odpady należy przechowywać w warunkach uniemożliwiających przenikanie do środowiska i dbać o stan zbiornikoacutew magazynowych
Urządzenia oczyszczające należy zachowywać w pełnej sprawności stosować segregację odpadoacutew i ściekoacutew Ścieki powinny być oczyszczane fizyczne i biologiczne
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
Praca przy produkcji napojoacutew alkoholowych stwarza warunki do uzależnienia się pracownikoacutew od alkoholu ndash pracownikoacutew obowiązuje więc całkowita abstynencja
Pracownicy zobowiązani są przestrzegać stosowne przepisy roacutewnież z powodu typowych zagrożeń wypadkowych podobnie jak w innych branżach ze strony maszyn aparatury i instalacji Generalną zasadą jest zakaz czyszczenia oraz usuwania usterek podczas pracy maszyn i urządzeń
Nowoczesne zakłady dbające o swoacutej wizerunek wdrażają zintegrowane systemy jakości łączące system zarządzania jakością z systemem zarządzania środowiskiem oraz systemem zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy co przynosi pozytywne efekty zaroacutewno dla zakładu jego pracownikoacutew jak i dla otoczenia oraz środowiska naturalnego 442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Do jakiego gatunku należą drożdże piekarskie 2 Jakiego surowca używa się najczęściej jako źroacutedła cukru przy produkcji drożdży
piekarskich 3 W jakim celu stosuje się drożdże piekarskie w przemyśle spożywczym 4 W jaki sposoacuteb powstaje brzeczka melasowa 5 Jakie czynności należy wykonać przed zaszczepieniem brzeczki melasowej drożdżami
czystej kultury produkując drożdże piekarskie 6 Jakie warunki trzeba zapewnić aby drożdże dobrze rozmnażały się 7 Jaka jest zawartość suchej masy w drożdżach prasowanych a jaka w drożdżach
suszonych 8 W jakiej temperaturze suszy się drożdże ktoacutere mają być aktywne 9 W jaki sposoacuteb sprawdzamy rysę i przełom drożdży prasowanych 10 Co oznacza pojęcie bdquosiła pędnardquo drożdży 11 Co nazywamy octem 12 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację octową 13 Z czego produkuje się kwas octowy spożywczy 14 Jakie drobnoustroje prowadzą fermentację mlekową 15 Jaką rolę w produkcji kwasu octowego spełnia węglan wapnia 16 W jakiej postaci otrzymuje się kwas mlekowy 17 Jakie maszyny i urządzenia przydatne są w produkcji słodu 18 W jakiej postaci otrzymuje się kwas cytrynowy 19 Po co przy produkcji kwasu cytrynowego wykorzystać można prasy filtracyjne 20 Jakie drobnoustroje wykorzystuje się do produkcji kwasu cytrynowego 21 W jaki sposoacuteb przy produkcji kwasu cytrynowego usuwa się produkt uboczny ktoacuterym
jest kwas szczawiowy 22 W jaki sposoacuteb przemysł fermentacyjny wpływa na środowisko naturalne 23 Co jest źroacutedłem ściekoacutew w przemyśle fermentacyjnym 24 Z jakich zakładoacutew pochodzą najgroźniejsze ścieki 25 Dlaczego awarie systemoacutew chłodzenia mogą być groźne dla środowiska 26 Jakie odpady stałe produkuje przemysł fermentacyjny 27 Jakie są źroacutedła hałasu w przemyśle fermentacyjnym 28 Jak można przeciwdziałać hałasowi w przemyśle fermentacyjnym 29 Dlaczego dużą wagę przywiązuje się do wentylacji w zakładach przemysłu
fermentacyjnego 30 Skąd się bierze niebezpieczeństwo wybuchoacutew w słodowniach 31 Co obejmują zintegrowane systemy jakości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny jakości drożdży prasowanych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) określić barwę drożdży prasowanych 2) określić zapach drożdży prasowanych 3) określić smak drożdży prasowanych 4) określić konsystencję drożdży prasowanych 5) określić wygląd rysy drożdży prasowanych 6) określić wygląd przełomu drożdży prasowanych 7) sporządzić zawiesinę wodną drożdży prasowanych 8) zapisać wyniki badań barwa drożdży zapach drożdży smak drożdży konsystencja drożdży rysa drożdży przełom drożdży zawiesina drożdży 9) dokonać analizy otrzymanych wynikoacutew poroacutewnując je z wymaganiami normy
i zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy minus deseczka (do ułożenia kostki drożdży prasowanych) minus zlewka i mieszadło (do wykonania zawiesiny wodnej drożdży) minus aktualna norma dla drożdży prasowanych minus drożdże prasowane (kostka) Ćwiczenie 2 Opracuj schemat blokowy produkcji kwasu cytrynowego metodą wgłębną Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) wymienić operacje i procesy jednostkowe składające się na proces technologiczny
produkcji słodu i piwa uszeregować i zapisać je w odpowiedniej kolejności 2) zapisać surowce i materiały pomocnicze używane w poszczegoacutelnych operacjach
i procesach jednostkowych 3) zapisać powstające produkty przejściowe i uboczne oraz odpady w poszczegoacutelnych
operacjach i procesach jednostkowych Wyposażenie stanowiska pracy
minus film dydaktyczny ndash bdquoProdukcja kwasu cytrynowegordquo minus literatura (2 4 8 18)
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
Ćwiczenie 3 Oceń warunki w rozlewni wybranego zakładu przemysłu fermentacyjnego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) określić ogoacutelne warunki bhp w rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego 2) wskazać źroacutedła niebezpieczeństw grożących pracownikowi w rozlewni zakładu przemysłu
fermentacyjnego 3) przedstawić sposoby przeciwdziałania niebezpieczeństwom w przypadku wskazanych
źroacutedeł 4) zapisać wnioski
Wyposażenie stanowiska pracy
minus film z wycieczki do rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus schemat rozlewni zakładu przemysłu fermentacyjnego minus literatura (4 8 18) komputer z dostępem do Internetu Ćwiczenie 4
Oceń przestrzeganie przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym (tabela 2)
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) dokonać analizy podanych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa
i higieny pracy w przemyśle fermentacyjnym 2) wypełnić tabelę wpisując do niej przykłady (przykładowe miejsce w zakładzie w ktoacuterym
należy przestrzegać danego wskazania) i uzasadnienia dla tych zasad związanych ze stosowaniem przepisoacutew bezpieczeństwa i higieny pracy
Tabela 2 Tabela do ćwiczenia 4 w rozdziale 443
Lp Zasada postępowania (zalecenie)
Przykład Uzasadnienie
1 Nie spożywaj alkoholu
2 Utrzymuj czystość w pomieszczeniach
3 Nie czyść maszyn podczas ich pracy
4 Nie używaj otwartego ognia
5 Nie wchodź do zbiornikoacutew fermentacyjnych bez asekuracji
6 Używaj ochraniaczy słuchu
7 Zakładaj okulary kwasoodporne
8 Noś obuwie przeciwpoślizgowe
3) zapisać wnioski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
Wyposażenie stanowiska pracy minus typowe stanowisko uczniowskie minus literatura (4 8 12 18) 444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie
1) określić zastosowanie drożdży piekarskich 2) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji drożdży 3) podać wymagania stawiane drożdżom prasowanym 4) wskazać roacuteżnice między kwasem octowym a octem 5) zapisać reakcję fermentacji octowej 6) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu octowego 7) zapisać reakcję fermentacji mlekowej 8) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu mlekowego 9) zapisać reakcję fermentacji cytrynowej
10) podać w odpowiedniej kolejności etapy produkcji kwasu cytrynowego 11) zaproponować surowce do produkcji kwasoacutew spożywczych 12) określić cele poszczegoacutelnych etapoacutew produkcji kwasoacutew spożywczych 13) ocenić wpływ przemysłu fermentacyjnego na środowisko naturalne 14) podać przykłady zasad bhp ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska
w przemyśle fermentacyjnym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi 5 Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi 6 Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa 7 Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz odpowiedź otocz ją koacutełkiem i zaznacz
prawidłową 8 Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz po 1 punkcie 9 Na rozwiązanie testu masz 35 minut 10 Jesteś zobowiązany pracować samodzielnie
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1 Branżą przemysłu spożywczego niezaliczaną do przemysłu fermentacyjnego jest
a) piekarstwo b) winiarstwo c) browarnictwo d) drożdżownictwo
2 Do czyszczenia ziarna na słoacuted można wykorzystać a) wialnię b) śrutownik c) zamaczalnik d) odchmielacz
3 Jeśli masa 50 ziaren wynosi 25 g to masa 1000 ziaren wynosi a) 40 g b) 50 g c) 100 g d) 250 g
4 Moczenie ziarna przy produkcji słodu ma na celu a) napowietrzenie ziarna b) wzrost objętości ziarna c) uaktywnienie enzymoacutew d) zwiększenie wydajności ziarna
5 Największą aktywność enzymatyczną wykazuje słoacuted a) jasny b) ciemny c) barwiący d) diastatyczny
6 Słodowanie w pryzmach stosuje się w słodowni a) pneumatycznej b) mechanicznej c) klepiskowej d) bębnowej
7 Produkt uboczny w browarnictwie to a) śruta słodowa b) wysłodziny c) brzeczka d) zacier
8 Chmieliny powstają w a) fermentowni b) leżakowni c) słodowni d) warzelni
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
9 Materiałem pomocniczym w browarnictwie jest a) młoacuteto b) chmiel c) karton filtracyjny d) gęstwa drożdżowa
10 Brak dostępu tlenu jest wymagany podczas a) zafermentowania brzeczki b) moczenia ziarna c) rozlewu piwa d) kiełkowania
11 Temperaturę około 5degC stosuje się w czasie a) fermentacji brzeczki b) kiełkowania ziarna c) pasteryzacji piwa d) suszenia słodu
12 Piwo o zawartości ekstraktu 9 w brzeczce podstawowej zaliczysz do piw a) lekkich b) pełnych c) jasnych d) ciemnych
13 Najdłuższego leżakowania wymagają piwa a) lekkie b) pełne c) porter d) mocne
14 Drożdże piekarskie prasowane dobrej jakości charakteryzują się a) mazistą rysą b) gorzkawym smakiem c) nieswoistym zapachem d) przełomem muszlowym
15 Słodu zielonego nie zastosujesz produkując suroacutewkę z a) ziemniakoacutew b) melasu c) skrobi d) zboża
16 Obciągu młodego wina dokonasz po a) fermentacji burzliwej b) fermentacji cichej c) zafermentowaniu d) kupażowaniu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
17 Poprzez tłoczenie soku z owocoacutew otrzymuje się a) zacier b) moszcz c) brzeczkę d) suroacutewkę
18 Aby wyprodukować mioacuted pitny czwoacuterniak do 20 litroacutew patoki dodasz wodę w ilości a) 20 litroacutew b) 40 litroacutew c) 60 litroacutew d) 80 litroacutew
19 Do odpędu alkoholu z przefermentowanego zacieru zastosujesz metodę a) rafinacji b) destylacji c) fermentacji d) krystalizacji
20 W temperaturze poniżej 783degC będziesz odbierał a) przedgony b) niedogony c) etanol d) fuzle
21 Skażanie spirytusu zastosujesz przy produkcji a) woacutedki gatunkowej b) woacutedki zwykłej c) denaturatu d) suroacutewki
22 Brzeczkę melasową do produkcji drożdży poddasz sterylizacji a) przed dodaniem kwasu siarkowego b) przed zaszczepieniem drożdżami c) po odwirowaniu biomasy d) po napowietrzeniu
23 Kwas cytrynowy produkuje się przy wykorzystaniu drobnoustrojoacutew a) Acetobacter b) Aspergillus niger c) Lactobacillus delbruumlckii d) Saccharomyces cerevisiae
24 W celu związania kwasu mlekowego i wytrącenia go w postaci osadu stosuje się dodatek a) kwasu siarkowego b) mleczanu wapnia c) węglanu wapnia d) kwasu solnego
25 Alkohol etylowy można wykorzystać do produkcji kwasu a) cytrynowego b) mlekowego c) octowego d) solnego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko Produkowanie wyroboacutew przemysłu fermentacyjnego Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d 23 a b c d 24 a b c d 25 a b c d
Razem
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
6 LITERATURA 1 Cieślak J Domowy wyroacuteb win Watra Warszawa 2001 2 Drewniak E Drewniak T Mikrobiologia żywności WSiP Warszawa 2005 3 Dłużewski M Chuchlowa J Krajewski K Kamiński W Technologia żywności cz 1
WSiP Warszawa 2005 4 Dłużewski M Dłużewski A Technologia żywności cz 2 WSiP Warszawa 2004 5 Dylkowski W Browarnictwo WSiP Warszawa 1994 6 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 1
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 7 Jabłecka J Zaworska A Podstawy przetwoacuterstwa żywności Część 2
Wydawnictwo eMPI2 Poznań 2002 8 Jarczyk A Technologia żywności cz 3 WSiP Warszawa 2004 9 Jarosz K Jarociński J Gorzelnictwo i drożdżownictwo WSiP Warszawa 1994 10 Kołżyn-Krajewska D Sikora T Towaroznawstwo żywności WSiP Warszawa 2004 11 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle piwowarskim Fundacja Programoacutew
Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 12 Kubicki M (red) Ochrona środowiska w przemyśle spirytusowo-drożdżowym Fundacja
Programoacutew Pomocy dla Rolnictwa Warszawa 1998 13 Lewis M Young WT Piwowarstwo Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001 14 Pazera T Rzemieniuk T Przemysł fermentacyjny Browarnictwo WSiP Warszawa
1998 15 Poradnik technologa drożdży Dodatek do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny
i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Warszawa 1984 16 Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-warzywny SIGMA-NOT Miesięcznik 17 Rutkowski A Gwiazda S Dąbrowski K Dodatki funkcjonalne do żywności
AgroampFood Technology Katowice 1993 18 Wikipedia wolna encyklopedia httpplwikipediaorg