Удосконалення технології пивного сусла для пива «Молочний стаут»

Abstract

Пивоварна галузь в Україні поступово відновлюється після удару, що нанесли їй пандемія COVID-19 та початок повномасштабного вторгнення. Проте тепер перед пивоварами країни постав новий виклик – зміна смакових вподобань споживачів. Люди звертають більшу увагу на оригінальні, незвичні сорти та локальне виробництво замість стандартних пропозицій від великих компаній. [1] [2]. Об’єкт дослідження: технологія пивного сусла для темних сортів пива, зокрема «Молочний стаут» Предмет дослідження: інновації та вдосконалення у технології пивного сусла для темного пива, включаючи етапи дроблення, затирання, фільтрування та кип’ятіння. Мета дослідження: вдосконалення технологічної схеми варильного відділення виробництва темного пива, що зможе зменшити тривалість процесу та збільшити економію матеріалів та енергоресурсів, не впливаючи негативно на якість кінцевого продукту. У технологічній частини дипломної роботи проведено детальний розрахунок сировини, допоміжних матеріалів та кінцевих продуктів виробництва. Виконано тепловий баланс, розраховано потребу проєктованого відділення в енергоресурсах. За результатами виконаних розрахунків оформлено таблицю витратних коефіцієнтів. У частині «розрахунок, підбір та компонування обладнання» виконано підбір необхідних апарати враховуючи, що для одної варки використовується 5000 кг зернової сировини. Розраховано габарити бункерів зберігання зерна протягом 1 доби та для однієї варки .

5 За результатами аналізу наукових джерел та порівняльної характеристики вдосконалено схему виробництва пива «Молочний стаут». У новій технологічній схемі використовуються наступні інновації: Замість класичного сухого способу дроблення використовується вологе. Перевагами цього методу є зменшення тривалості процесу з 60 до 30 хвилин; виключення зі схеми деякого обладнання (а саме бункеру дробленого солоду , конвеєру для транспортування та передзаторного чану); чудове збереження оболонок зерна, що позитивно впливає на подальше фільтрування сусла; скорочення тривалості затирання, оскільки активація ферментів починається ще на стадії дроблення. Вдосконаленням на стадії затирання є використання ферментних препаратів Laminex та Amilex. Комплекс ферментів препарату Laminex каталізує гідроліз некрохмальних полісахаридів, що полегшує доступ крохмалю до діх амілаз. Термостабільна ?-амілаза в препараті Amylex каталізує гідроліз ?-1,4- глікозидних зв’язків крохмалю, зменшуючи в’язкість затору [3]. Завдяки дії цих ферментних препаратів вдалось збільшити початкову температуру процесу та зменшити загальну тривалість затирання з 150 до 115 хвилин. Оптимізації процесу фільтрування досягнуто за рахунок заміни традиційного фільтр-чану на фільтр-прес, що зменшує тривалість процесу на 1 годину, а також покращує вихід екстракту. Ще однією перевагою даного апарату є висока автоматизація, що зменшує витрату часу працівників на контроль роботи обладнання. Для охмелення сусла використовуються гранули хмелю типу 45, який має наступні переваги відносно гранул типу 90: збільшений вміст ?-ізокислот, менше окислення від контакту з повітрям, коротша тривалість охмелення, менша кількість хмелевої дробини. Таким чином процес охмелення триватиме 60 хвилин, замість традиційних 120. [4]. В економічній частині дипломної роботи було проведено аналіз собівартості товарного пива «Milk Stout» з урахуванням новоствореної схеми виробництва.

6 Провели конкурентний аналіз, розрахунок капітальних вкладень, основних витрат виробництва - оплата праці, витрати на електроенергію, ремонт споруди та обладнання тощо. Згідно з проведеними розраханками, рентабельність виробництва становить 75% Результатом написання магістерської кваліфікаційної роботи є спроєктоване варильне відділення виробництва пива потужністю 3 500 млн. дал/рік. Графічна частина диплому складає кресленн: технологічної схеми та компонування обладнання цеху.The brewing industry in Ukraine is gradually recovering from the impacts of the COVID-19 pandemic and the start of the full-scale invasion. However, brewers face a new challenge: changing consumer preferences. People now prioritize unique and unconventional beer varieties and local production over standard offerings from large companies. Research object: Brewing wort technology for dark beer varieties, particularly "Milk Stout." Research subject: Innovations and improvements in brewing wort technology for dark beer, including milling, mashing, filtration, and boiling. Research aim: To optimize the brewhouse technological scheme for dark beer production, reducing process duration and saving materials and energy without compromising product quality. The technological section of the thesis includes detailed calculations for raw materials, auxiliary materials, and production outputs. The thermal balance and energy requirements of the designed brewhouse were calculated. A consumption coefficient table was compiled based on these calculations. In the "calculation, selection, and equipment layout" section, the required equipment was selected considering the use of 5000 kg of grain per batch. The dimensions of grain storage bins were calculated for one batch and daily production. Based on the analysis of scientific sources and comparative evaluations, the production scheme for "Milk Stout" beer was improved. The new technological scheme includes the following innovations: Wet milling replaces the classical dry milling method, reducing process duration from 60 to 30 minutes. This method eliminates specific equipment (crushed malt bins, conveyors, and pre-mashing tanks), preserves grain husks, improves wort filtration, and reduces mashing time by activating enzymes during milling.

8 The mashing stage was improved using Laminex and Amylex enzymatic preparations. Laminex catalyzes the hydrolysis of non-starch polysaccharides, enhancing starch access for amylase. Thermostable ?-amylase in Amylex catalyzes the hydrolysis of ?-1,4-glycosidic bonds in starch, reducing mash viscosity. These innovations increased the initial process temperature and reduced mashing duration from 150 to 115 minutes. Filtration optimization: Replacing the traditional lauter tun with a filter press reduced filtration time by 1 hour and improved extract yield. The high automation level of the filter press also reduces operator workload.

Hopping: Type 45 hop pellets were chosen over type 90 pellets for their higher ?- acid content, reduced oxidation, shorter hopping time, and lower hop residue. This

reduced hopping duration from 120 to 60 minutes. The economic section analyzed the cost of "Milk Stout" production based on the new scheme. Competitive analysis and calculations of capital investments and production costs (labor, energy, and equipment maintenance) were performed. Production profitability was calculated at 75%. The master’s thesis resulted in the design of a brewhouse with a capacity of 3.5 million decaliters per year. The graphical section includes drawings of the technological scheme and equipment layout for the brewhouse.