1.2.5 Ферментные препараты

Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин Г10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин Г10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протосубтилин Г10х используют при повышенных количествах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для, ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахаридов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива [15].

1.3. Принципиальная технологическая схема производства пива

Принципиальная технологическая схема производства пива состоит из следующих этапов:

• подготовка солода и ячменя;

• дробление солода и ячменя;

• приготовление затора(затирание);

• фильтрование затора;

• кипячение сусла с хмелем;

• отделение сусла от хмелевой дробины;

• осветление и охлаждение сусла;

• сбраживание пивного сусла;

• дображивание и созревание пива;

• осветление пива, розлив пива.

Подготовка зернопродуктов. При хранении и транспортировании солод и несоложеное сырье загрязняются. Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних включений. Для удаления пыли и остатков ростков солод пропускают через полировочную машину. Несоложеное сырье от органических и неорганических примесей очищают на воздушно-ситовом сепараторе [16].

Дробление солода. Цель дробления солода и несоложеного сырья заключается в облегчении и ускорении физических и биохимических процессов растворения зерна для обеспечения максимального перехода экстрактивных веществ в сусло.

Оптимальный состав помола обеспечивает максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла, так как оболочка зерна служит хорошим фильтрующим материалом. Солод дробится в сухом или частично увлажненном (мокром) виде. Увлажнение повышает эластичность оболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, что приводит к созданию рыхлого и пористого фильтрующего слоя дробины.

Затирание. Цель затирания – экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращение под дейст­вием ферментов нерастворимых веществ в растворимые с после­дующим переводом их в раствор. Включает три стадии: смешивание измельченных зернопродуктов с водой, нагревание и выдерживание полученной смеси при заданном температурном режиме. При этом количество единовременно обрабатываемых измельченных зернопродуктов называют засыпыо, объем применяемой воды – наливом, а полученный продукт – затором. На первых стадиях затирания в раствор переходят углеводы, частично белки и про­дукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие вещества, ферменты и минеральные соли, составляющие 10-15 % сухих веществ солода. В несоложеном сырье их примерно в 2-3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов– крахмал и белки нерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состоя­ние осуществляется в результате направленного действия соот­ветствующих ферментов.

Гидролиз крахмала начинается при солодоращении. При зати­рании крахмал проходит три стадии: клейстеризацию, разжиже­ние и осахаривание. Собственно гидролиз крахмала (осахаривание) представляет собой разжижение крахмального клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов, маль­тозы и глюкозы.

Крахмал гидролизуется до амилодекстринов, амилодекстрины до эритродекстринов, эритродекстрины до ахродекстринов, потом в результате гидролиза получаем мальтодекстрины, далее мальтозу, и в конце глюкозу.

Процесс осахаривания контролируется по йодной реакции, так как крахмал и декстрины дают различный цвет с йодом: крахмал и амилодекстрины – синий, эритродекстрины– крас­но-бурый, ахродекстрины и другие продукты гидролиза цвет йо­дного раствора не изменяют. Поэтому термин «осахаривание» в бродильном производстве означает не процесс превращения крахмала в сахара, а исчезновение окраски йодного раствора.

К гидролизу крахмала при затирании предъявляют следующие требования: сусло не должно содержать амило- и эритродекстринов, дающих окраску с йодом, но кроме мальтозы в сусле долж­ны содержаться ахро- и мальтодекстрины, придающие пиву пол­ноту вкуса и повышающие его вязкость. При правильно прове­денном затирании из крахмала должно образоваться 20-30 % декстринов и 70-80 % «сырой» мальтозы, к которой относятся все продукты гидролиза крахмала, обладающие редуцирующей способностью, в пересчете на мальтозу [17].

Цитолитические ферменты гидролизуют гемицеллюлозы и гумми-вещества, входящие в состав клеточных стенок зернового сырья. При этом образуются декстрины, глюкоза, ксилоза и арабиноза. Продукты гидролиза некрахмальных полисахаридов повышают выход экстракта, снижают вязкость раствора, благо­приятно влияют на вкус пива, образование пены и ее устойчи­вость.

Однако гидролиз некрахмальных полисахаридов зависит от действия протеолитических ферментов на белок, с которым эти вещества связаны.

Как и крахмал, белки начинают гидролизоваться в процессе солодоращения. Их гидролиз происходит в основном под дейст­вием эндопептидаз солода. Ферментативное расщепление белков можно представить в следующем виде:

Белки расщепляются на альбумозы, альбумозы на пептоны, пептоны на полипептиды, полипептиды на пептиды, пептиды на аминокислоты.

Около 35 % белков (от общего содержания в сырье) должно переходить при затирании в сусло. Рекомендуется следующее соотношение фракций продуктов гидролиза белка (%)[18]:

А:В:С = 25:15:60.

Пептоны и полипептиды (фракция В) обуслов­ливают образование пены пива, а пептиды и аминокислоты (фракция С) необходимы для питания дрожжей. Высокомолеку­лярные продукты гидролиза белка (фракция А) влияют на стой­кость пива. Поэтому недостаточный гидролиз белка приводит к резкому снижению органолептических свойств пива и его стой­кости при хранении.

При затирании протекают также многочисленные нефермен­тативные процессы: экстракция образующихся растворимых ве­ществ, образование меланоидинов, частичная коагуляция белка и др.

Основные факторы, влияющие на выход экстракта и его состав, – это со­отношение фермент:субстрат, продолжительность процесса, температура и рН затора.С увеличением концентрации затора ферментативные реак­ции замедляются. Поэтому концентрация затора обычно не пре­вышает 16 %.

Влияние температуры обусловлено температурным оптимумом и термостабильностью ферментов. Так, максимальную активность проявляют эндопептидаза при 50-52 °С,при 63 °С образуется большое количество мальтозы и мало декстринов. С повышением же температуры до 70 °С гидролиз крахмала протекает быстрее, но вследствие инактивации β‑амилазы накапливаются пре­имущественно декстрины.

Оптимум рН для действия ферментов зависит от температуры среды. Как правило, с повышением температуры повышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при темпе­ратуре затора 65 °С рН-оптимум 5,6.С увеличением продолжительности затирания в сусле накап­ливаются низкомолекулярные продукты гидролиза крахмала и белков.

Технологические режимы зати­рания. В пивоварении применяют два способа затирания: настойный и отварочный[19].

Настойный способ затирания наиболее прост и за­ключается в том, что дробленый солод смешивают с водой при температуре 37-40 °С и перемешивании в течение 20-30 мин, затем поднимают температуру до 50-52 °С, делая паузу (вы­держку) в течение 20 мин для протеолиза белковых веществ. Во время выдержки мешалка не работает. Затем температуру зато­ра повышают до 62-64 °С со скоростью ГС в 1 мин и при этой температуре в зависимости от качества солода затор выдержива­ют 10-30 мин (мальтозная пауза). Далее при перемешивании температуру затора повышают до 70‑72 °С и окончательно осахаривают. Конец процесса определяют по йодной пробе. Осахаренный затор нагревают до 75 °С и перекачивают в фильтрацион­ный аппарат на фильтрование.

Одноотварочный способ применяют только при переработке хорошо растворенного солода с высокой осахаривающей способ­ностью. Для солода с повышенной продолжительностью осахаривания возврат отварки из отварочного котла в заторный осуще­ствляют двумя частями: сначала перекачивают первую часть, повышают температуру основного затора до 63 °С и проводят мальтозную паузу в течение 20-30 мин, затем перекачивают вторую часть и поднимают температуру затора до 71-73 °С. Далее про­цесс проводят, как описано выше [15].

Двухотварочный способ затирания. Этот способ является наи­более распространенным, он дает возможность перерабатывать солод различного качества. В зависимости от этого температур­ный режим затирания может изменяться.

Трехотварочный способ затирания. Данный способ применя­ют в основном для приготовления темных сортов пива и при пе­реработке плохо растворенного солода с целью повысить выход экстракта.

Цель третьей отварки состоит в повышении температуры все­го затора и инактивации ферментов. Поэтому на третью отварку необходимо отбирать жидкую часть затора, где концентрация ферментов более высокая, чем в густой части. Для этого мешалку заторного котла выключают и дают возможность дробине осесть, затем 1/3 жидкой части затора спускают в отварочный котел, где быстро его доводят до кипения, кипятят 10-20 мин и возвраща­ют в заторный котел. После перемешивания температура всего затора устанавливается 75-78 °С. Проверяют полноту осахари­вания затора и перекачивают его на фильтрование.

Анализируя преимущества и недостатки отварочных спосо­бов, можно отметить, что по способу с одной отваркой нельзя получить достаточно высокий выход экстракта из солода удов­летворительного качества. Он применим только при переработке хорошо растворенного солода с высокой осахаривающей способ­ностью. А при затирании по трехотварочному способу для уско­рения фильтрования затора можно применять более грубый по­мол солода, не снижая выхода экстрактивных веществ. Однако трехотварочный способ является трудоемким, длительность его превышает 5,5 ч, увеличивается расход энергии. Поэтому наиболее приемлемым в производстве считают двухотварочный способ затирания [14].

Фильтрование затора. Цель фильтрования – отделение пив­ного сусла от дробины. Осахаренный затор представляет собой суспензию, состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина). Фильтрование затора подразделяется на две стадии: собственно фильтрование основного сусла и выщелачивание. На скорость фильтрования влияют состав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтр-аппарате фильтрующим слоем является слой дробины, образующийся при отстаивании затора. Солод хорошего растворения, имеющий ре­комендуемый состав помола, дает рыхлый, легко­проницаемый слой.

Кипячение сусла с хмелем. Цель кипячения – стерилизация сусла, стабилизация и аро­матизация его состава горькими веществами хмеля. Отфильтрованное сусло и промыв­ные воды собирают в сусловарочном аппарате и кипятят с хме­лем.

Сусло с хмелем кипятят в сусловарочных аппаратах. Поступающее в сусловарочный аппарат сусло должно иметь температуру 63-75 °С, для того чтобы предохранить его от инфицирования и максимально продлить активность ферментов. В конце набора проверяют полноту осахаривания пробой на йод. При отрицательной реакции в сусло добавляют вытяжку из следующего затора и выдерживают при температуре не выше 75 °С до полного осахаривания. Сусло кипятят только после заполнения аппарата. Продолжительность кипячения не должна превышать 2 ч при скорости испарения воды 5-6 % в час к массе сусла. Наиболее интенсивно сусло кипятят в середине варки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце – гарантировать хорошее обра­зование хлопьев. Хмелепродукты в сусло вносят в два, три или четыре приема. Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухих веществ в нем, свертыванию белково-дубильных веществ, обра­зованию хлопьев и прозрачности горячего сусла [13].

Отделение сусла от хмелевой дробины. После окончания ки­пячения охмеленное сусло поступает в хмелеотделитель. Хмеле­вая дробина задерживается на сите, сусло проходит сквозь него и центробежным насосом перекачивается в сборник для охлаж­дения и осветления. Затем хмелевую дробину промывают горячей водой для дополнительного выщелачивания экстрактивных веществ хмеля. Промывные воды присоединяются к суслу.

Охлаждение и осветление сусла. Цель данного процесса– понижение температуры до 6-16 °С (в зависимости от способа брожения), насыщение его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц [15].

В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспен­зий), и при понижении температуры они осаждаются. В течение всего процесса охлаждения сусло поглощает кисло­род воздуха, который при температуре выше 40 °С расходуется на окисление органических веществ сусла, что приводит к потемне­нию сусла, снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи.

Сбраживание пивного сусла и дображивание пива. Основной процесс, в результате которого сусло превращается в пиво, – спиртовое брожение. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается в вкусный ароматный напиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание сахаров сусла, в результа­те которого образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептические свойства, осветля­ется и насыщается оксидом углерода, т.е. происходит его созре­вание и пиво превращается в товарный продукт.

Основной процесс при главном брожении – биохимичес­кое превращение сбраживаемых углеводов в этиловый спирт и оксид углерода. Наряду с основными продуктами брожения об­разуются вторичные и побочные продукты, которые в значитель­ной степени определяют органолептические показатели пива.

Образование спирта сопровождается выделением в среду теп­лоты, которую необходимо отвести для поддержания заданных температурных условий [16].

На первых этапах брожения происходит энергичное размно­жение дрожжей, что обусловлено полноценностью питательной среды. По мере обеднения среды, накопления продуктов броже­ния, создания избыточного давления скорость размножения дрожжей уменьшается.

В результате главного брожения сусло превращается в моло­дое пиво. Его направляют на дображивание и созревание. При дображи­вании протекают в основном те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Выделяющийся в процессе дображивания оксид углерода (IV) растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают ха­рактерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая го­речь.

При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпа­дением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белко­вую муть и другие взвеси. Так же происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ.

Наибольшее влияние на ход брожения оказывают темпера­тура и количество дрожжей. Различают холодное (7-9 °С) и теплое (12-14 °С) брожение. Норма введения дрожжей зависит от способа брожения и колеблется от 0,4 до 1 л на 1 гл сусла. Сусло должно быть осахаренным, содержать достаточное коли­чество ассимилируемых дрожжами азотистых веществ и правиль­ное соотношение сахаров и не сахаров. рН сусла не должно превышать 5,8. Лучше всего сбраживается сусло с начальной кон­центрацией 10- 12 % [17].

Способы и технологические режимы главного брожения и дображивания. Главное брожение проводят в открытых или закры­тых бродильных аппаратах. При периодическом брожении пивное сусло температурой 5‑7 °С направляется в бродильный аппарат. Се­менные дрожжи задают в количестве 0,4-0,5 л на 1 гл сусла. Пивное сусло сбраживают в течение 7-11 сут. в зависимости от концентрации начального сусла. На третьи сутки допускается повышение температуры до 8-10 °С с последующим постепен­ным снижением до 4-5 °С. Видимая степень сбраживания моло­дого пива должна составлять 59,1-67,5 %.

Дображивание пива проводят при температуре от 0 до 2 °С в закрытых аппаратах под избыточным давлением 0,03-0,06 МПа. При дображивании контролируют давление в аппарате, органо­лептические показатели и степень осветления пива. Продолжи­тельность дображивания зависит от сорта пива[18].

Регулируя температурный режим, оказалось возможным со­вместить процессы брожения и дображивания в одном аппарате. Процесс осуществляется в цилиндроконических бродильных ап­паратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубаш­ками на цилиндрической части и одной – на нижней конической части.

Совмещение процессов брожения и дображивания позволило сократить их продолжительность до 14-18 сут. в зависимости от концентрации начального сусла. Эта технология характеризуется простотой, а капитальные затраты при установке аппаратов вне помещения существенно сокращаются.

Осветление и розлив пива. После дображивания и созревания для придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепа­рирования или фильтрования. При этом из пива удаляют нахо­дящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых ме­таллов и различные микроорганизмы.

Лучшие результаты получают при фильтровании пива на кизельгуровых фильтрах. Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона. При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем продувки через пиво диоксида углерода.

После карбонизации пиво выдерживают 6-8 ч в сборниках, а затем направляют на розлив. Пиво разливают в бутылки вмести­мостью 0,33 и 0,5 л из темного стекла на автоматических розливных линиях, на которых после мойки бутылок последовательно осуществляют операции розлива пива, этикетирования, бракера­жа, укладки в ящики или контейнеры. Часть пива разливают в алюминиевые и деревянные осмоленные бочки, а также в пивовозы[19].

Патентная часть

1. Патентные исследования в рамках темы дипломного проекта проводились с 20 февраля по 20 марта 2014 г.

Целью патентных исследований является установление уровня развития техники и технологии в области пивоваренного производства и анализ применимости прогрессивных решений в дипломном проекте.

При проведении патентных исследований был осуществлен патентный поиск глубиной 12 лет, начиная с текущего 2014 года и вглубь без пробелов.

Для проведения патентных исследований был определен следующий предмет поиска: «Способы и оборудование для производства светлого пива».

2. В результате исследования Международной патентной классификации (седьмая редакция, 2007 г.) выявлено, что предмет поиска относится к устройству раздела "А" Международной патентной классификации  удовлетворение жизненных потребностей человека.

Класс C12 – Биохимия; пиво; алкогольные напитки; вино; уксус; микробиология; энзимология; получение мутаций или генная инженерия

C12C 7/00– Приготовление сусла

C12C 5/00– Прочие виды сырья в производстве пива

C12C 5/02–..добавки к пиву

C12C 11/00– Бродильные процессы в производстве пива

C12C 11/02–..введение дрожжей в сусло

C12N 1/00– Микроорганизмы, например простейшие; их композиции

C12N 13/00– Обработка микроорганизмов и(или) ферментов с помощью электрической и(или) волновой энергии, например магнетизма, звуковых колебаний

C12H 1/00– Пастеризация, стерилизация, консервирование, очистка, осветление или старение алкогольных напитков.

C12H 1/04–..с помощью ионообменного материала или инертного осветляющего средства, например адсорбента

3. С учетом определенной выше рубрики поиск текущей патентной информации проводился бюллетеням «Изобретения. Полезные модели» отечественного патентного фонда библиотек КНИТУ и информационным электронным ресурсам базы данных ФИПС (http://www.fips.ru.) [20].

В процессе поиска за период с 2014 по 2003 годы было отобрано 16 изобретений. Перечень отобранных изобретений представлен в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 – Перечень отобранных патентных материалов (патенты, свидетельства, заявки)

№	Индекс МПК (51)	№ охранных документов (11) или (21)	Дата опубликования (43) – (46)	Страна выдачи патента (19)	Патентообладатель (автор)	Название изобретения, ПМ, ПО
1	2	3	4	5	6	7
1	C12C7/00,	2200758	2003.03.20	RU	Орещенко А.В., Гернет М.В. (Орещенко А.В., Гернет М.В.)	Способ получения пива специального
2	C12C7/00, C12C12/00, C12C5/02	2209237	2003.07.27	RU	ГУП "Экспериментальный завод напитков в Хамовниках" ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности РАСН (Плахова Г.С., Саришвили Н.Г., Шишков Ю.И., Терешина Э.В., Яковлева Л.Г., Шишелова В.И., Карманова Л.В.)	Способ производства пива повышенной биологической ценности
3	C12N13/00 C12C11/02	2234529	2004.08.20	RU	ОАО "Новокемеровский пивобезалкогольный завод" (RU) (Помозова В.А. (RU),Пермякова Л.В. (RU),Плотников В.А. (RU), Сафонова Е.А. (RU),Козлов С.Г. (RU), Артемасов В.В. (RU),Грунич С.В. (RU))	Способ активации пивных дрожжей

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6	7
4	C12C12/00	2252950	2005.05.27	RU	ГУ "ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности" (RU) (Оганесянц Л.А. (RU),Кобелев К.В. (RU))	Способ производства пива специального
5	G01N33/14 C12C11/00	2281498	2006.08.10	RU	ГОУ ВПО "Оренбургский государственный университет" (RU) (Гернет Марина Васильевна (RU), Третьяк Людмила Николаевна (RU), Герасимов Евгений Михайлович (RU))	Способ оценки органолептических показателей качества пива
6	C12C12/00   C12C11/00	2313569	2007.12.27	RU	Погосян АртакСимони (RU) (Погосян АртакСимони (RU))	Способ производства пива специального
7	C12C7/00	2321622	2008.04.10	RU	ОАО "Пивоваренная компания "Балтика" (RU) (Яблокова Анастасия Сергеевна (RU),Смоленкин Вадим Вячеславович (RU),Афонин Дмитрий Владимирович (RU))	Способ производства пива светлого специального(+)
8	C12C12/00	2372386	2009.11.10	RU	Квасенков Олег Иванович (RU) (Квасенков Олег Иванович (RU))	Способ приготовления ароматизированного светлого пива
9	C12C7/00	2396313	2010.08.10	RU	Кайтуков Чермен Михайлович (RU) (Кайтуков Чермен Михайлович (RU))	Способ приготовления сусла
10	C12C12/00	2397222	2010.08.20	RU	Квасенков Олег Иванович (RU) (Квасенков Олег Иванович (RU))	Способ производства ароматизированного светлого пива

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6	7
11	C12C12/00	2398870	2010.09.10	RU	Квасенков Олег Иванович (RU) (Квасенков Олег Иванович (RU))	Способ приготовления ароматизированного светлого пива
12	C12C7/00	2423417	2011.07.10	RU	Третьяк Людмила Николаевна (RU),Герасимов Евгений Михайлович (RU) (Третьяк Людмила Николаевна (RU), Герасимов Евгений Михайлович (RU))	Способ производства пива
13	C12C7/00	2426775	2011.08.20	RU	НОВОЗИМС А/С (DK) (ЭЛЬВИГ Нильс (DK))	Способ получения сусла
14	C12H1/04	2426776	2011.08.20	RU	Кронэс АГ (DE) (ШНАЙД Ральф (DE))	Способ фильтрации пива
15	C12C5/00    C12C12/04	2444565	2012.03.10	RU	ФЮГЕЙА Н.В. (BE) (АРТС Гвидо (BE), БРУКАРТ Виллем (BE), КУРТЭН Кристоф (BE).	Арабинооксилоолигосахариды в пиве
16	C12C7/047    C12C12/00	2492218	2013.09.10	RU	ООО "Научно Технический Центр Солодовые напитки" (RU) (Хныкин Андрей Михайлович (RU), Петров Роман Алексеевич (RU))	Способпроизводствасветлогопива
17	2014 год – патентов не выявлено

Опубликованные охранные документы по годам представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Количество опубликованных охранных документов по годам (изобретательская активность)

Объект техники и его составные части	Страна	Количество патентов, опубликованных заявок по годам подачи заявок (исключая патентные аналоги)
		2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
Производство пива	РФ	2	1	1	1	1	1	1	3	3	1	1	-

4. После предварительного ознакомления с сущностью выявленных изобретений для анализа были отобраны 5 изобретений, имеющих непосредственное отношение к исследуемой теме.

Краткая характеристика отобранных изобретений по годам приоритета – от более ранних до более поздних приведена ниже.

1) Способ производства пива светлого специального«Арсенальное закаленное»

(11) 2209237

(21) 2000127656/13

(22) 04.11.2000

(51) C12C7/00, C12C12/00 , C12C5/02 

(71) Государственное унитарное предприятие "Экспериментальный завод напитков в Хамовниках" Всероссийского научно- исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности РАСН

(72) Плахова Г.С., Саришвили Н.Г., Шишков Ю.И., Терешина Э.В., Яковлева Л.Г., Шишелова В.И., Карманова Л.В.

(73) ОАО Государственное унитарное предприятие "Экспериментальный завод напитков в Хамовниках" Всероссийского научно- исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности РАСН

(54) Способ производства пива повышенной биологической ценности

(57) Изобретение относится к пивоваренной промышленности. Способ состоит из затирания зернопродуктов, выдержки, осахаривания затора, получения сусла, кипячения сусла с хмелем, охлаждения, аэрации, внесения дрожжей, сбраживания сусла, дображивания, фильтрации готового пива, розлива и пастеризации. В готовый продукт вносят селеносодержащее органическое соединение, приготовленное путем предварительного смешивания в воде неорганического соединения селена и аскорбиновой кислоты в соотношении 1:2. Количество селеносодержащего соединения 5-150 мкг/л (по селену). В сусло перед сбраживанием органическое соединение селена вносят в количестве 5-40 мкг/л (по селену). Изобретение позволяет получить пиво с повышенной биологической ценностью.

Задачей изобретения является разработка способа получения пива повышенной биологической ценности

Сущность изобретения состоит в приготовлении органического соединения селена с последующим внесением его в готовое пиво. Органическое соединение получают путем взаимодействия селената натрия с аскорбиновой кислотой при молекулярном соотношении (1:2). Полученное соединение селена с аскорбиновой кислотой обеспечивает хорошую усвояемость обоих компонентов в организме человека (что нельзя сказать о неорганической форме селена, который усваивается значительно хуже).

2) Способ приготовления сусла

(11) 2396313

(21) 2008144481/13

(22) 11.11.2008

(51) C12C7/00     

(71) Кайтуков Чермен Михайлович (RU)

(72) Кайтуков Чермен Михайлович (RU)

(73) Кайтуков Чермен Михайлович (RU)

(54) Способ приготовления сусла

(57) Изобретение относится к пивоваренной промышленности. В способе приготовления сусла, включающем процессы получения затора, его осахаривания и фильтрации с получением начального сусла, согласно изобретению затираемое сырье помещают в, по меньшей мере, один водопроницаемый контейнер - мешочек, а процессы получения затора, его осахаривания и фильтрации с получением начального сусла осуществляют в подвижной емкости, в которую предварительно загружают водопроницаемые контейнеры-мешочки с затираемым сырьем.Возможно загружать водопроницаемые контейнеры-мешочки с затираемым сырьем в подвижную емкость, выполненную в виде перфорированного барабана, установленного на валу. Отводить полученное сусло возможно в поле центробежных сил. Для получения готового пивного сусла полученное сусло подвергают дополнительным стадиям охмеления сусла и отделения белкового и/или хмелевого осадка. Возможно проводить затирание инфузионным или отварочным методом. Полученное охмеленное или неохмеленное сусло может быть подвергнуто концентрированию. Возможно в качестве затираемого сырья использовать солод и/или несоложенное зерно. Полученное сусло можно использовать для производства пива, кваса, а также для производства спирта. Возможно, что водопроницаемый контейнер-мешочек представляет собой сетчатый одно- или многоразовый пакет. Возможно, что водопроницаемый контейнер-мешочек представляет собой водопроницаемый одно- или многоразовый пакет, выполненный из водостойкой бумаги и/или ее заменителя. Возможно, что многоразовый контейнер-пакет имеет средства для его открывания и затвора. Это позволяет значительно сократить дороговизну варочного порядка, значительно сократить габариты варочного порядка, значительно сократить длительность цикла получения пивного сусла с 5-8 до 3-5 ч, обеспечить производительность варочного порядка от 8 до 14 варок в сутки в зависимости от длительности совмещенного процесса затирания и фильтрации, снизить энергопотребление варочного порядка и снизить остаточное содержание сусла в дробине.

Задачей изобретения является сокращение дороговизны оборудования, сокращение длительности цикла производства пивного сусла.

Сущность изобретения заключается в том, что затор получают в подвижной емкости, в виде перфорированного барабана, в которую предварительно загружают водопроницаемые контейнеры-мешочки с затираемым сырьем.

3) Способ приготовления ароматизированного светлого пива

(11) 2397222

(21) 2009116727/13

(22) 04.05.2009

(51) C12C12/00 

(71) Квасенков Олег Иванович (RU)

(72) Квасенков Олег Иванович (RU)

(73) Квасенков Олег Иванович (RU)

(54) Способ приготовления ароматизированного светлого пива

(57) Изобретение относится к технологии пивоварения. Смешивают цедру лимона и хмель в соотношении 1:10, экстрагируют полученную смесь жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы. Нарезают и сушат в поле СВЧ при заданных параметрах процесса топинамбур, смешивают топинамбур и солод при определенном соотношении. Пропитывают полученную смесь отделенной мисцеллой с одновременным повышением давления до значения, соответствующего давлению насыщенных паров азота при температуре пропитки. Сбрасывают давление до атмосферного с одновременным замораживанием смеси, проводят ее криоизмельчение в среде выделившегося азота, заливают питьевой водой и осахаривают с получением сусла. Вносят в сусло пивные дрожжи, сбраживают и фильтруют с получением целевого продукта. Это позволяет сократить продолжительность технологического процесса и повысить стойкость пены целевого продукта.

Задачей изобретения является сокращение продолжительности технологического процесса и повышение стойкости пены целевого продукта

Сущность изобретения заключается в смешивании цедры лимона и хмеля в соотношении по массе 1:10 и экстрагировании полученной смеси жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы, в качестве несоложеного сырья используют топинамбур.

4) Способ приготовления ароматизированного светлого пива

(11) 2398870

(21) 2009117553/13

(22) 12.05.2009

(51) C12C12/00   

(71) Квасенков Олег Иванович (RU)

(72) Квасенков Олег Иванович (RU)

(73) Квасенков Олег Иванович (RU)

(54) Способ приготовления ароматизированного светлого пива

(57) Изобретение относится к технологии пивоварения. Смешивают лавровый лист и хмель, экстрагируют полученную смесь жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы. Режут и сушат в поле СВЧ при заданных параметрах процесса цикорий, смешивают цикорий и солод. Пропитывают полученную смесь отделенной мисцеллой с одновременным повышением давления до значения, соответствующего давлению насыщенных паров азота при температуре пропитки. Сбрасывают давление до атмосферного с одновременным замораживанием смеси, проводят ее криоизмельчение в среде выделившегося азота, заливают питьевой водой и осахаривают с получением сусла. Вносят в сусло пивные дрожжи, сбраживают и фильтруют с получением целевого продукта. Это позволяет сократить продолжительность технологического процесса и повысить стойкость пены целевого продукта.

Задачей изобретения является сокращение продолжительности технологического процесса и повышение стойкости пены целевого продукта.

Сущность изобретения заключается в смешивании лаврового листа и хмеля в соотношении по массе 1:10 и экстрагировании полученной смеси жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы, в качестве несоложеного сырья используют цикорий.

5) Способ производства пива

(11) 2423417

(21) 2009148846/13

(22) 28.12.2009

(51) C12C7/00

(71) Третьяк Людмила Николаевна, Герасимов Евгений Михайлович (RU)

(72) Третьяк Людмила Николаевна, Герасимов Евгений Михайлович (RU)

(73) Третьяк Людмила Николаевна, Герасимов Евгений Михайлович (RU)

(54) Способ производства пива

(57) Изобретение относится к пивоваренной промышленности. Очищают и дробят солод и ячмень. Приготавливают и фильтруют затор. Кипятят сусло без добавления хмеля в режиме низкотемпературной СВЧ-пастеризации. Осветляют и охлаждают сусло. Этап основного брожения разделяют на аэробный этап размножения дрожжей до концентрации дрожжевых клеток не менее 150·10⁶кл./дм ³ и на этап анаэробного гликолиза, проводимые в различных технологических емкостях. Вносят биомассу дрожжей с добавлением соединений селена на этапе основного брожения в виде взвеси в пропорции 1/30 к объему сусла, подаваемого на гликолиз. При этом гликолиз проводят до получения требуемой концентрации этанола путем дробного добавления необходимого количества сбраживаемых сахаров, а соединение селена вводят в органической форме в составе плазмолизата отработанных дрожжей в концентрациях не более 40 мкг/гл. Осуществляют дображивание, созревание и осветление пива. Вносят экстракт хмелепродуктов в пиво в дозе, обеспечивающей не более 20 % ощущений горечи органолептического букета пива. Осуществляют розлив пива в бутылки и бочки. Изобретение позволяет существенно сократить время основного брожения и весь жизненный цикл производства пива и препятствует накоплению в составе конечного продукта токсичных веществ, состава побочных продуктов брожения.

Задачей изобретения является сокращение времени основного брожения и всего цикла производства пива.

Сущность изобретения заключается в том, что этап основного брожения разделяют на аэробный этап размножения дрожжей и на этап анаэробного гликолиза, проводимые в различных технологических емкостях. В биомассу дрожжей добавляют соединения селена.

5. На основе изучения и анализа отобранных патентных документов проведена их систематизация по годам, с целью определения уровня и тенденции развития исследуемой темы в соответствии с техническими решениями, направленными на выполнение технических задач.

С этой целью была построена двухмерная матрица «Технический результат – средство достижения технического результата», представленная в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Технический результат – средство достижения технического результата

Средство достижения технического результата	Технический результат изобретения
	Повышение стабильности при хранении, расширение ассортимента		Повышение стойкости пены целевого продукта		Упрощение и сокращение продолжительности технологического процесса
Внесение селеносодержащего органического соединения, приготовленного путем смешивания в воде неорганического соединения селена и аскорбиновой кислоты	Патент РФ 2209237 27.07.2003 Государственное унитарное предприятие "Экспериментальный завод напитков в Хамовниках" Всероссийского научно- исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности РАСН
Использование подвижной емкости, в виде перфорированного барабана для получения затора					Патент РФ 2396313 11.11.2008 Кайтуков Чермен Михайлович (RU)
Применение экстракта цедры лимона и хмеля,в качестве несоложеного сырья использование топинамбура			Патент РФ 239722204.05.2009 Квасенков Олег Иванович (RU)
Применение экстракта лаврового листа и хмеля,в качестве несоложеного сырья использование цикория			Патент РФ 2398870 12.05.2009 Квасенков Олег Иванович (RU)
Проведение этапа основного брожения (аэробного и анаэробного) в различных емкостях. Добавление в биомассу дрожжей соединения селена	Патент РФ 2423417 28.12.2009 Третьяк Людмила Николаевна (RU), Герасимов Евгений Михайлович (RU)

Обобщенные выводы по результатам проведенных патентных исследований представлены ниже в заключении.

Заключение

Проделанное исследование патентной документации выявило:

1. Все перечисленные в таблице 2.1 в патентах изобретения направлены на совершенствование производства пива.

Из анализа содержания таблицы выявлено, что лидером изобретательской активности в исследуемой области является Квасенков Олег Иванович (RU).

2. Из таблицы 2.2 видно, что динамика патентования изобретений по исследуемой теме неравномерно по годам. Пик изобретательской активности приходится на 2010 и 2011 годы.

3. Из анализа таблицы 2.3 следует, что:

1) Уровень совершенствования производства кисломолочных напитков характеризуется:

- повышением стабильности при хранении, расширение ассортимента за счет внесения селеносодержащего органического соединения; проведения этапа основного брожения (аэробного и анаэробного) в различных емкостях;

- повышением стойкости пены целевого продукта за счет применения экстракта цедры лимона и хмеля, в качестве несоложеного сырья использование топинамбура; экстракта лаврового листа и хмеля, в качестве несоложеного сырья использование цикория;

- упрощением и сокращением продолжительности технологического процесса за счет использования подвижной емкости, в виде перфорированного барабана для получения затора.

2) Основной тенденцией в развитии отечественных разработок по улучшению способов производства пива является повышение стабильности при хранении и расширение ассортимента (2 патента).

4. Наиболее близким техническим решением к теме дипломного проекта является патент на изобретение № 2209237, так как и в дипломном проекте, и в патенте рассматриваются способы повышения биологической ценности пива, обеспечивающие получение высококачественного стойкого пастеризованного пива. Различие состоит в том, что в патенте селеносодержащее органическое соединение, готовят путем предварительного смешивания в воде неорганического соединения селена и аскорбиновой кислоты в соотношении 1:2, а в дипломном проекте используют БАД «Антиоксилен-2».

Выявленная общность характеризует наличие прогрессивных решений в дипломном проекте по сравнению с выявленными в процессе поиска изобретениями в исследуемой области.