Transformations chimiques s’opérant au brassage

Transformations chimiques s’opérant au brassage

Le maltage EMBOUTEILLAG

Introduction

C’est la seule opération qui s’effectue dans les unités de malterie à l’extérieur de BRANOMA de Fès. Actuellement, l’orge est transformée en malt par une malterie à Casablanca.
Lors du maltage, les grains d’orge sont « préparés» pour leur traitement dans la pâte à bière. Jadis, beaucoup de brasseries possédaient leur
propre malterie. Au fil du temps, le maltage est devenu une telle spécialité que ce sont des malteries indépendantesqui se chargent désormais de ce procédé.

Les objectifs

Le maltage a pour but de développer dans l’orge les enzymes capables de transformer l’amidon en sucres fermentescibles les amylases. Les enzymes capables de dégrader les chaînes longues de protéines en acides aminés, dipeptides,tripeptides nécessaire au développement des levures et en polypeptides formant ce qu’on appellera l’azote soluble non assimilable que l’on retrouvera dans la bière finie et qui jouera un rôle dans la mousse et dans le trouble de la bière. Le maltage permet également le développement d’enzymescapables de digérer les parois cellulaires rigides du grain d’orge. Le développement de ces enzymes est nécessaire pour le brassage ultérieur. De plus, il doit donner au grain sa friabilité pour permettre la transformation de l’amidon en saccharose. Finalement, le maltage doit donner à l’ orge un arôme et/ou une couleur plus développé.

Les étapes

Le maltage se fait en 3 étapes le trempage, la germination, le touraillage

Le trempage

Le trempage consiste en une suite de trempages d’une durée qui varie entre six et douze heures selon l’humidité de l’orge et sont entrecoupés de périodes d’aération. Le but de cet exercice est de fournir à l’orge toute l’eau et l’oxygène nécessaire à la germination. L’eau contenue dans les bacs de trempage doit contenir certains sels et être exempte d’autres les carbonates sont à éviter pour des problèmes de calcaire alors que le sulfate de magnésium et le chlorure de calcium sont nécessaires au travail de la levure. Bien que la membrane extérieure de l’orge ne laisse pas entrer les sels, les grains d’orges auraient tendance à rééquilibrer le taux de salinité intra-cellulaire en évacuant leur eau. De plus, les sels s’attaquent à la membrane de l’orge qui contient des tanins, qui sont importants lors du brassage. La qualité de l’eau est donc un phénomène important au cours du maltage.

La germination

La germination sur aire est ancien procédé ou le malt piqué après décuvage est étalé sur le sol de 10 à20 cm, la température est régulée de 12 à 15°C, les couches sont retournées deux fois par jour, la durée de germination se situe entre 7 et 10 jours, sans système de refroidissement, la germination sur aire est uniquement être exploitéependant les huit mois les plus froids de l’année.
Figure2 Malterie sur aire

Le touraillage

On emmène ensuite les grains dans la touraille. C’est un immense four où on grille les grains d’orge. Cette étape permet au grain de trouver sa coloration. Le grain restera environ 30 heures dans la touraille, à une température de 45°C. Ensuite, on donne le coup de feu. On chauffe intensément les grains pendant environ 5 heures. Une bière blonde nécessite des grains légèrement torréfiés, on les chauffe à 80°C. Une bière noire a besoin de gra ins très torréfiés, presque noirs, on les chauffe à 105°C. Les bières rousses auront des grains moyennement torréfiés ou un mélange de grains blonds et noirs. C’est lors du coup de feu que les grains prennent leur couleur et leur arôme. Quand il reste de l’humidité dans les grains et qu’on les fait chauffer à une température près de 60-70°C, il y a réaction chimique. Les sucres de l’orge entrent en réaction avec les acides aminées et donnent des produits aromatiques colorés les mélanoïdes. Ellessont à la base de la coloration du grain.Le touraillage bloque aussi l’activité des enzymes, et empêche la dégradation du malt. Le grain ne contient plus que 1 à 3 % d’eau.

Le brassage

Introduction

Le but du brassage est d’extraire les principes utiles du malt et du houblon pour obtenir un moût sucré. Les facteurs essentiels dont dépendra al réussite du brassage sont la qualité du malt, la nature de la moûture, le procédé de brassage et lemode de soutirage.La série d’opérations, dont l’ensemble est désignépar le terme brassage est la suivante
1° Le concassage du malt;
2° Le brassage proprement dit, ou extraction, par d issolution, des principes utiles du grain; 3° La filtration du moût ;
4° La cuisson et le houblonnage du moût;
5° Le refroidissement et la clarification du moût.
Nous donnerons successivement les principes et le mode de réalisation de chacune d’elles.
Les caractéristiques de brassage à BRANOMA
Brassage à densité élevée pour des raisons d’augmentation de volume de production avec faible investissement.
Méthode par infusion grâce à sa simplicité et son cout énergétique réduit par rapport aux méthodes par décoction, mais elle nécessite un maltdésagrégé avec un potentiel enzymatique élevé.

Les différentes étapes

Les transformations chimiques obtenues au cours du brassage sont principalement la dégradation de l’amidon en dextrine et en maltose sucres( simples) et la solubilisation des matières azotées. On observe également une diminution de laviscosité du moût due à la solubilisation de certaines molécules complexes, les glucanes.

Concassage du malt

La moûture en brasserie comprend principalement la moûture du malt, les grains crus sont en général suffisamment élaborés et prêts à l’emploi’équipementl de moûture pour les grains crus est spécifique à chaque grain cru et les constructeurs de moulin doivent être consultés à ce sujet.Il existe plusieurs types de moulins équipés d’uncylindre de distribution permettant une alimentation homogène des grains sur les cylindres de moûture.Le moulin utilisé en BRANOMA, c’est le moulin à cinq cylindre avec trois passage et équipé d’un tamis intermédiaires permettant un 2éme passage de particules insuffisamment broyées.Les objectifs de la moûture
• Concasser le malt de façon à maintenir les écorces servent de support de filtration et si celle-ci sont broyées cela provoque un ralentissement ou unblocage de la filtration de la maïsche.
• Eviter une moûture contenant une proportion très important de fine farine, celle-ci peut former une couche imperméable pendant la filtration.
• Obtenir le maximum de fins gruaux qui peuvent être facilement solubilisés au cours du brassage.
• Adapter le réglage du moulin de façon à obtenir un profil granulométrique répétable garantissant un moût clair et un meilleur rendement de brassage.

Le brassage proprement dit

Principes généraux.

Il s’agit d’obtenir, à partir du malt et du houblon, l’extrait à la fois le plus abondant et le meilleur possible. C’est l’eau qui est l’agent d’ex traction ; on la fait agir à des températures déterminées, la plupart des substances que l’on trouvera dans le moût se forment durant le brassage même, grâce à des enzymes c’est ainsi, par exemple, que dextrine et maltose proviennent de la décomposition de l’amidon par l’action des amylases, tandis que les protéines complexes sont décomposées par des protéases en substances azotéessolubles.Sur quels facteurs va pouvoir jouer le brasseur pour mener à bien cette phase essentielle de la fabrication de la bière ?Tout d’abord, il pourra agir sur la température l’expérience a montré que c’est entre 45°C à 50°C que s’effectue le mieux la solubilisation des substances azotées, que les sucres fermentescibles s’obtiennent entre 60°C à 65°C et qu’enfin la décomposition la plus rapide de l’amidon a lieu entre 70°C et 75°C, la formation de dextrines est plus ab ondante qu’à 60°C ou 65°C. Donc en jouant sur les températures, on peut, dans une certaine mesure, régler ces transformations.Le brasseur jouera également sur le pH (degré d’acidité du milieu) afin de favoriser l’activité des différentes enzymes.Un principe constant dans le brassage est de toujours mélanger différentes sortes de malts et cela, le plus régulièrement possible les brassins de mélanges de malts sont, en règle générale, de qualités supérieures à ceux provenant d’un malt unique.

Transformations chimiques s’opérant au brassage

Amidon
La transformation la plus importante durant le brassage est la décomposition de l’amidon. Cette décomposition permet la formation des dextrines du maltose et du glucose selon les réactions suivantes
(C6Hl0O5) n x (C6Hl0O5) n/x (1)
Amidon dextrines
(C6Hl0O5) n + n/2 H2O n/2 (C12H22O11) (2)
Maltose
(C6Hl0O5) n + n H2O n. C6Hl2O6 Glucose
Ce sont presque exclusivement les réactions (1) et(2) qui se produisent au cours du brassage, sous l’action des diastases.
Les trois stades de la décomposition de l’amidon sont
La formation de l’empois ou empesage Traiter, quelques instants, l’amidon par l’eau chaude pour arriver à l’éclatement des grains d’amidon permettant la formation de solutions colloïdales visqueuses.
La liquéfaction Elle est due à une enzyme, l’amylase (- et -amylase), qui a pour rôle de scinder les grosses molécules d’amidon en sucres plus simples (glucose, maltose et sucre plus complexe).
La saccharification C’est la transformation de l’amidon liquéfié, d’abord en dextrines, puis en maltose sous l’influence de l’amylase.
Une certaine quantité de dextrines subsiste dans le moût elles représentent ± 25 % de l’amidon saccharifié. Comme le pouvoir saccharifiant de l’amylase s’affaiblit d’autant plus qu’on approche de 70°C à 72°C, plus on brassera à tempéra ture élevée, plus il restera de dextrines dans le moût ; au contraire, en brassant surtout à 60°C-65° C, on aura un moût riche en maltose. On pourra de cette façon obtenir à volonté des moûts plus ou moins fermentescibles.
Il est admis actuellement que l’hydrolyse partielle des amidons du malt, dans la préparation des moûts, est le résultat de l’action de deux diastase -amylase, plutôt liquéfiante, se développant pendant la germination et la -amylase saccharifiant, déjà partiellement présentedans l’orge.
Enfin, la présence d’un peu de glucose dans les produits de décomposition de l’amidon a été confirmée par des travaux récents.

Rôle de l’acidité

Durant le brassage, l’acidité a surtout pour effetd’influencer l’activité des enzymes. Le pH normal d’un moût est d’environ 5,8 si l’on emploiede l’eau neutre. Comme l’activité de la grande majorité des enzymes est maximum pour un pH nettement inférieur à 5,8, on acidifie souvent le brassin jusqu’au pH 5,2 ou même 5. Il est toutefoisnécessaire de ne pas exagérer l’acidification, car l’abondante dissolution de matières azotées qu’elleprovoque peut être nuisible par la suite dans la fabrication de la bière.L’acidification du brassin a également l’avantagede réduire les dissolutions du tanin et des résines amères des enveloppes qui peuvent donner à la bière un goût désagréable et une trop forte coloration c’est une des raisons pour lesquelles on doit corriger les eaux alcalines avant de les utiliser au brassage.

Méthode par infusion

La moûture est transférée de la caisse à farine dans la cuve d’empattage à travers un hydrateur assurant un bon mélange entre la farine et l’eau, ou, plus récemment, à travers un préempâteur, récipient muni d’une vis sans fin assurant un mélange plus intime. C’est dans la cuve d’empattage, munie d’un agitateur ou « vagueur », que se passent les transformations chimiques. Dans cette méthode, la cuve d’empattage permet le chauffage dela trempe (eau+sucre) pour conduire celle-ci jusqu’à 75°C-78°C, température de saccharification. Dans ce cas, aucune partie de la trempe n’est portée à ébullition. Cette méthode donne de bons rendements avec des malts très bien désagrégés.Le diagramme représente la variation de la température en fonction du temps durant l’opération de l’empattage.

Table des matières

Introduction Général
Chapitre l. Présentation de la société “BRASSERIES DU NORD DE MAROC“
I. L’ENTREPRISE
1).Historique
2).Informations générale
3).Structure organisationnelle
II. Généralités sur la bière
1)Définition
2)Historique
3) Les ingrédients
4) Composition de la bière
5) La mousse
III Produit fini
IV. Le processus de la fabrication de bière
A .Le maltage
1. Introduction
2. Les objectifs
3 Les étapes
a) Le trempage
b) La germination
c)Touraillage
4. Schéma récapitulatif
B. Le brassage
a. Introduction
b. Les différentes étapes
1.Concassage du malt
2. Le brassage proprement dit
a) Principes généraux
b)Transformations chimiques s’opérant au brassage
c)Rôle de l’acidité
d) Méthode par infusion
3. la filtration de la maische
4.Ebullition (cuisson du mout)
5. La clarification/traitement du mout
C. La fermentation
D. La maturation et la garde
E. Filtration de la bière
F. Conditionnement
1. Processus de conditionnement
2. Fonctionnement des machines de conditionnement
Chapitre ll outils chimiométrique
I.Rappel des plans d’expériences
1. Introduction
2.Définition des plans d’expériences
3.Historique
4. Pourquoi utiliser les plans d’expérience ?
5.Déroulement d’un plan d’expérience
5-1 Méthode d’expérimentation
5-1-1 Dans un premier temps bien poser le problème
5-1-2 Second temps quelques questions préalables
5-1-3 Troisième temps Choix du plan
6. Domaines d’application
II.Notions de statistique appliquées aux plans d’expériences
1.Erreur expérimentale
2. Population
3.Échantillon
4.Transmission des erreurs
5.Analyse de la variance
6.Coefficient de détermination R2
Chapitre lll optimisation des pertes à la salle de brassage
1. Introduction
2. Préparation de l’étude
Description de l’étude
A. La description de l’étape d’empattage et la filtration au premier bouillon
A-1.L’opération d’empattage
A-2. la filtration au premier bouillon
B. Filtration (lavage du drèche) et ébullition
3.Réponse et objectif d’étude
4. Facteurs
· Domaine d’études
· Choix du plan expérimental
5.Expérimentation
6.Conclusion de l’étude
Conclusion et Perspectives

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