VODA JAKO ZÁKLADNÍ SUROVINA PRO VÝROBU PIVA Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin VODA JAKO ZÁKLADNÍ SUROVINA PRO VÝROBU PIVA Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Jindřiška Kučerová, Ph.D. Vypracovala: Hana Friedlová Brno 2009

2 Zadání bakalářské práce

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma VODA JAKO ZÁKLADNÍ SUROVINA PRO VÝROBU PIVA vypracoval(a) samostatně a použil(a) jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis....

4 PODĚKOVÁNÍ Ráda bych poděkovala Ing. Jindřišce Kučerové, Ph.D. za odborné vedení bakalářské práce, Ing. Adamu Brožovi za poskytnuté rady a informace při zpracování bakalářské práce. Dále bych chtěla poděkovat rodičům a prarodičům za podporu při studiu.

5 ABSTRAKT Bakalářská práce je zaměřena na pivovarskou vodu, která je nezbytnou složkou výroby piva a výrazně ovlivňuje kvalitu piva. Převážná část je věnována získání, úpravě a zpracování varní vody. V další části je pojednáno o technologii výroby piva. Teoretické znalosti byly porovnány s potravinářským podnikem pivovarem Budvar n. p. Klíčová slova: pivovar, vlastnosti varní vody, voda, vyhláška ABSTRACT The attention in this diploma thesis is focused on brewery water, which is a necessary component for production of beer and it markedly influences the quality of the beer too. The main part of this diploma thesis is therefore dedicated to obtaining, adjustment and treatment of brewering water. There is also mentioned the technology of beer production. The theoretical knowledge was finally compared to practical experience in a brewery of Budvar n. p. Key words: brew house, charakteristics of brewering water, water, public rule

6 OBSAH 1 ÚVOD 7 2 CÍL PRÁCE 8 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED Suroviny pro výrobu piva Slad Sladovnický ječmen Chmel Chmelové výrobky Voda Vodní zdroje a složení vod Pitná voda v pivovaru Úprava spodních (podzemních) vod Úprava povrchových vod Charakteristika pivovarských vod Varní voda Požadavky na jakost vody Tvrdost vody Rovnováha uhličitanů ve vodě Zpracování vody ve varně Kationty ve varní vodě Anionty ve varní vodě Plyny rozpuštěné ve varní vodě Úprava složení varních vod Výroba piva Výroba mladiny Kvašení a zrání piva Konečná úprava piva Zbytky a odpady z výroby piva 28 4 BUDVAR Historie budějovického Budvaru Budějovická pánev Zdroje vody Suroviny pro výrobu piva Úprava surové vody Kvalita vody Výroba piva 33 5 ZÁVĚR 36 6 POUŽITÁ LITERATURA 38 7 PŘÍLOHY 40

7 1 ÚVOD Voda jako základní složka potravy, významná součást životního prostředí a látka s mnohostranným použitím při výrobních i jiných činnostech nemůže být dnes předmětem našeho zájmu již jen z hlediska kvantitativního. V současné době nelze vystačit se zajištěním jejího jímaní, akumulace a dopravy, neboť stále naléhavěji se dostávají do popředí otázky související s její kvalitou. Kvalita pitné vody podléhá přísným legislativním ustavením a kontrolám jak z chemického tak z hygienického hlediska. O vhodnosti nebo nevhodnosti vody rozhoduje kromě její čistoty, zdravotní nezávadnosti, tvrdosti a kyselosti také množství a druh solí v ní obsažených. Druh solí a jejich množství ovlivní v určité fázi procesu vaření piva jeho konečnou chuť. Proto se při chemickém rozboru vody určené k vaření piva přihlíží k tomu, jaké soli a kolik jich obsahuje. Pivovarníci tyto soli dělí na soli chemicky účinné a soli chemicky neúčinné. Pokud voda obsahuje chemicky účinné soli, ovlivní to v konečné fázi celkovou chuť piva. Pokud voda obsahuje chemicky neúčinné soli, chuť piva neovlivní. Pivovary byly dříve zásobovány výhradně z vlastních zdrojů pivovarských studní. Se stoupající spotřebou a s poklesem hladiny podzemních vod však nastala nutnost využívat i další zdroje vod, tj. pramenité, povrchové vody a vody z městských vodovodních řádů. Mořská voda se vzhledem k vysokému obsahu soli pro vaření piva nehodí. Voda prochází pečlivou úpravou, takže dřívější krajové rozdíly v její kvalitě dnes už nejsou téměř patrné. Právě pivovar Budvar drží stále svou tradici a i v dnešní době jímá kvalitní vodu pro vaření piva ze svých dvou vrtů artézských studní. I proto má pivo svojí nezaměnitelnou chuť

8 2 CÍL PRÁCE Význam pivovarské vody pro kvalitu piva je uznáván nejen mezi pivovarskými odborníky, ale je tradován i v povědomí konzumentů tohoto nápoje. Varní voda musí splňovat nejen nároky na pitnou vodu, ale i některé požadavky další, jejichž nerespektování může mít negativní vliv na průběh varního procesu a senzorické vlastnosti hotového piva. Cílem mé bakalářské práce bylo přispět k těmto opatřením vypracováním literární rešerše zaměřenou na: základní surovinu pro výrobu piva vodu, získání vody pro pivovar, úpravu varní vody, zpracování vody ve varně, výrobu piva, odpadní vody, výrobu piva v Budvaru

9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Suroviny pro výrobu piva Podle německého zákona Reinheitsgebot zákon o čistotě piva z roku 1516 se pivo vaří ze tří základních surovin vody, sladu a chmele (Kunze, 1994). V dnešní době se v mnohých případech používají chmelové výrobky, případně náhražky sladu ( Slad Nejběžněji vyráběnými druhy sladů v České republice jsou světlý a bavorský slad. Ostatní druhy sladů jsou v našich zemích vyráběny pouze v malých množstvích pro speciální účely. Světlý slad je charakteristický příznivým extraktem a dostatečnou enzymatickou silou, s nízkou barvou. Slouží k výrobě světlého, lehkého a speciálního piva. Bavorský slad je charakteristický vysokou barvou, výraznějším arómatem, čehož se dosáhne výrazně hlubším rozluštěním při klíčení (Kosař a kol., 2000) Sladovnický ječmen Pro účely sladařského průmyslu se využívá ječné zrno (obilka), které se skládá z obalových částí (pluch a plušek), zárodku (klíčku, embrya), z něhož při klíčení vycházejí podněty k aktivaci enzymů v celém zrnu, a z endospermu, který zaujímá největší část obilky. Je hlavním zdrojem zásobních sacharidů, bílkovin a dalších složek, nutných při vytváření charakteristických vlastností sladu. U sladovnického ječmene se posuzují nejen pěstitelské vlastnosti, tedy výnos, odolnost, náročnost na pěstební podmínky, ale zejména sladařské vlastnosti, tj. chemické složení a vhodnost pro výrobu sladu ( Chmel Chmel, jako jedna ze tří základních pivovarských surovin je představován usušenými chmelovými hlávkami samičích rostlin chmele evropského (Humulus lupulus var. europeus). Poskytuje pivu typickou hořkou chuť, přispívá k tvorbě charakteristického aróma a má další technologicky důležité vlastnosti (Kadlec a kol., 2002). Složky chmele působí jako srážecí činidlo při vylučování vysokomolekulárních dusíkatých látek mladiny, ovlivňují pěnivost a mají baktericidní a konzervační účinek, - 9 -

10 čímž přispívají nenahraditelným způsobem k vytváření chemických a senzorických vlastností piva (Basařová a Čepička, 1986). Z pivovarského hlediska se odrůdy chmele dělí na jemné aromatické, představované především žateckými odrůdami, s příjemným chmelovým aroma, aromatické s dobrým aroma, hořké a vysokoobsažné s vysokým obsahem pryskyřic, ale zpravidla s hrubým aroma. Podle zbarvení chmelové révy se rozdělují chmelové odrůdy na červeňáky, opět představované žateckými odrůdami, a na zeleňáky pěstované v zahraničí, zejména v Anglii, Belgii a Americe (Kadlec a kol., 2002) Chmelové výrobky Chemická nestabilita, relativně nízká účinnost využití nejdůležitějších chmelových složek při výrobě piva, vysoké nároky na skladovací podmínky a obtížná manipulovatelnost s hlávkovým chmelem byla hlavní motivací postupného vývoje různých typů chmelových výrobků. V současné době tržně dostupné chmelové výrobky lze podle způsobu výroby rozdělit do tří základních skupin: výrobky připravené mechanickými úpravami hlávkového chmele (Granulovaný chmel typu 100, 90, 45), výrobky připravené fyzikálními úpravami přírodního hlávkového chmele (preparáty chmelových silic), výrobky připravené chemickými úpravami (izoextrakty, izopelety, syntetické hořké látky) (Kosař a kol., 2000) Voda Je všeobecně známo, že voda má velký vliv na charakter a kvalitu piva. Světově proslulý budějovický Budvar a další piva vděčí za svou kvalitu a oblíbenost právě složení používaných vod. Pro výrobu piva je voda jednou ze tří hlavních surovin, neboť představuje 85 až 95 jeho hmotnostních dílů. Pro výrobu sladu je voda důležitou pomocnou surovinou. Pokud se používá pro vaření piva, tak se nazývá varní vodou, voda užitá pro mytí a čištění provozu v pivovaru se nazývá užitková (Chládek, 2007). Pivovarský průmysl patří k největším spotřebitelům vody mezi potravinářskými průmysly. Spotřeba vody pro výrobu piva je podstatná a kolísá mezi 3,7 až 10,9 hl vody na 1 hl vystaveného piva, v průměru 6 hl/hl piva (Kunze, 1994)

11 3.2 Vodní zdroje a složení vod Naše země neoplývá velkými přirozenými zdroji vody, naopak patříme ke státům s nejmenším množstvím vody v tocích na 1 obyvatele, přitom však podle požadavků a spotřeby patříme do horní poloviny průmyslově vyspělých států. Je proto nezbytně nutné této technologicky důležité surovině věnovat náležitou pozornost s cílem jejího úsporného a racionálního využití (Basařová a Čepička, 1986). Využívání vodních zdrojů vymezuje Vodní Zákon č. 254/2001 Sb., Vyhláška č. 20/2002 Sb., stanovuje rozsah a četnost kontroly surové vody ze zdroje. Voda v přírodě představuje velmi zředěný roztok solí a dále obsahuje rozpuštěné plyny, případně suspendované organické i anorganické látky. Vodu v přírodě lze rozdělit na dvě hlavní skupiny, spodní vodu a povrchovou vodu (Chládek, 2007). Spodní voda Spodní vody vznikají prosakování srážkové vody svrchními vrstvami zemského povrchu a jejich množství a kvalita jsou závislé na intenzitě a době vodních srážek a složení podpovrchových vrstev (Basařová a Čepička, 1986). Tyto vody se dělí na pramenitou, studniční, infiltrační z vrtů poblíž povrchových zdrojů. Mají nízký obsah organických látek, vyšší obsah iontů (s výjimkou vod z prahorních útvarů), nižší obsah mikroorganismů a obsahují rozpuštěné plyny (Kosař a kol., 2000). Povrchová voda Povrchové vody jsou přirozené vody srážek a roztátého sněhu, často smísené s pramenitými vodami, které zůstávají na povrchu ve formě rybníků, jezer, potoků a řek. Jelikož jejich styk s podložím bývá krátký, obsahují málo rozpuštěných solí, bývají však zakalené, slabě zabarvené, ne vždy bez zápachu a prakticky vždy biologicky závadné. Pro přímé použití ve sladovnách a pivovarech nejsou vhodné a musí se čistit (Basařová a Čepička, 1986). Voda z veřejné vodovodní sítě Voda z veřejné vodovodní sítě je již vodárensky upravená a odpovídá normě pro pitnou vodu. Pro varní účely nemusí mít vždy vhodné chemické složení, jako

12 užitkové jí lze v pivovarech a sladovnách dobře upotřebit. Její vysoká cena se ještě zvyšuje, je li nezbytná úprava před použitím ve varně (Basařová a Čepička, 1986). Složení běžných vod Přírodní vody jsou více či méně koncentrovanými roztoky iontů. Obsah jednotlivých iontů ve vodě závisí zejména na geologickém složení útvarů, kterými voda pochází. Nejvíce zastoupené ionty jsou uvedeny v tab. 1. Tab. 1 Základní ionty obsažené ve vodách z běžných zdrojů (Kosař a kol., 2000) Kationty Anionty H + OH - Na + Cl - K + - HCO NH 4 CO 3 Ca 2+ - NO 3 Mg SO 4 Mn 2+ Fe 2+ a Fe 3+ fosforečnany křemičitany 3.3 Pitná voda v pivovaru Voda, která se používá při přípravě mladiny, musí mít charakter pitné vody. Pokud pivovar používá vlastních zdrojů, je vždy nutno ji upravovat vhodným způsobem. Při tom je zcela pochopitelné, že úprava se liší podle charakteru surové vody. Postupy úpravy lze rozdělit na dvě skupiny: úprava spodních vod, úprava povrchových vod Úprava spodních (podzemních) vod Podzemní vody často obsahují Fe 2+ a Mn 2+, někdy též rozpuštěny CO 2. Tyto složky je nutno před použitím pro pivovarskou výrobu odstranit. Rozpuštěný CO 2 lze odstranit buď odplyněním (intenzivním provzdušněním), nebo chemicky nejčastěji přídavkem Ca(OH) 2. K separaci Fe 2+ a Mn 2+ se převádí na sloučeniny s vyšším oxidačním stupněm na trojmocné železo a čtyřmocný mangan. Oba kovy se potom vyloučí ve formě nerozpustných sloučenin Fe(OH) 3 a MnO

13 Fe 2+ se oxiduje poměrně snadno postačující je např. intenzivní provzdušnění vody, případně její rozstřikování na inertní materiály s velkým povrchem. Pro oxidaci Mn 2+ nebývá uvedený postup dostatečně účinný, a je proto nezbytné použít silnějších oxidovadel (Cl 2, ClO 2, KMnO 4 atd.). Je-li obsah Mn 2+ nízký (u většiny podzemních vod), lze ho odstranit vrstvou tzv. aktivovaných písků. Jde o materiály, jejichž zrna jsou obalena tenkou vrstvou MnO 2. Katalytická oxidace způsobí vyloučení MnO 2 (Kosař a kol., 2000) Úprava povrchových vod Při současném stavu a vývoji znečištění prostředí, a tedy i povrchových vod, je tato úprava komplikovanější, než je tomu u vod podzemních. Úprava je shrnuta v následujícím blokovém schématu. Obr. 1 Blokové schéma postupu úpravy povrchových vod (Kosař a kol., 2000) Odstranění tuhých nečistot Jde o nerozpuštěné předměty, které do surové vody přicházejí z okolí: jsou to např. zbytky rostlin, ale též plovoucí cizorodé předměty. Odstraňují se na česlích, případně na sítech výhradně mechanicky, bez přídavku jakýchkoliv činidel. Koagulace Koloidní látky (křemičitany, jíly) a některé barevné látky obdobného charakteru nelze z vody odstranit pouze mechanicky a je nutno použít činidel podporujících koagulaci látek s vysokou molekulární hmotností. Pro tento účel se používají soli Fe 3+ a Al 3+. Po jejich přídavku do vody se hydrolýzou tvoří polyhydroxykomplexy uvedených iontů, které jsou nositeli kladného elektrického náboje. Koloidní látky a látky s vysokou molekulární hmotností nesou v převážné většině záporný náboj,

14 kterým se zachytí na koagulantu, se kterým tvoří agregáty. Vzniklý kalový mrak potom lze z vody odstranit. Uvedený proces je neúčinnější v mírně kyselé oblasti, což se při vodárenských postupech většinou využívá. Sedimentace Usazování koagulovaných vloček je poměrně složitý proces. Během sedimentace se mění velikost částic (zvětšují se), a tím vzrůstá i její rychlost. Zařízení pro provozní postupy při koagulaci a sedimentaci jsou dobře propracované včetně stanovení jejich optimálních podmínek a kapacit a uvádějí se ve vodárenských příručkách. Filtrace Po odstranění sedimentovaných částic je z vody nutno odstranit ještě zbylé částice vloček, které zůstaly v suspenzi. Jejich filtrace probíhá ve vrstvě zrnitého materiálu, nejčastěji písku. Výška vrstvy bývá většinou přibližně 1 m, velikost zrna 1 mm. Během filtrace se vrstva zanáší a po filtračním cyklu (10 30 hod) je nutno filtr proprat. Délka filtračního cyklu se řídí čistotou vstupní vody, resp. Obsahem suspendovaných látek. Praní probíhá tak, že se vrstva zrnitého materiálu rozruší proudem tlakového vzduchu, potom se propláchne čistou vodou současně s tlakovým vzduchem. Proplachování probíhá protiproudně (Kosař a kol., 2000). Zajištění mikrobiologické nezávadnosti pitné vody K dosažení mikrobiologické nezávadnosti pitné vody lze využít následující postupy: Chlorace samotný plynný chlor má baktericidní účinky a kromě toho působí jako oxidační činidlo a zlepšuje vůni a chuť. Přebytečný chlor však uděluje pivu typickou příchuť, nepříznivě působí na kvasinky a jeho působení přetrvává krátkou dobu. Aplikace chlordioxidu (ClO 2 ) účinek na mikroorganismy je dán oxidačním působením, nezpůsobuje cizí pachuť. Je nutno ho použít v malé dávce max. 0,5 mg/l. Ozónování účinek je dán oxidačním působením ozonu. Jako prostředek ke sterilaci vody je z pivovarského hlediska velmi výhodné, neboť voda nezískává žádné příchutě a vůně a není třeba odstraňovat přebytky ozonu

15 Působení UV paprsků tento postup se v posledních letech zavádí v mnoha odvětvích potravinářského průmyslu a je vhodný i pro pivovarství. Používá se záření pod 300 nm, doba působení 1 minuta a vrstva vody nemá být silnější než 30 cm (Basařová a Čepička, 1986) Charakteristika pivovarských vod V několika oblastech Evropy se na základě složení vod, které se používají pro výrobu piva, vyvinuly základní typy piv. Nejrozšířenějším druhem u nás je typ světlého, spodními kvasnicemi kvašeného ležáku vzniklého na základě plzeňského piva, vyráběného od založení Měšťanského pivovaru v Plzni s použitím plzeňské vody. Charakteristika pivovarských vod v číslech je shrnuta v tab. 2. Tab. 2 Charakteristika význačných pivovarských vod (Kosař a kol., 2000) Druhy vod Složky Plzeňská Mnichovská Dortmundská Vídeňská Celková tvrdost [mmol/l] 1,0 2,7 7,4 6,9 Karbonátová tvrdost [mmol/l] 0,6 2,5 2,3 5,6 Dusičnany [mg/l] 18,0 stopy stopy stopy Sírany [mg/l] 30,0 9,0 290,0 216,0 Chloridy [mg/l] 20,0 1,6 107,0 39,0 Vápník [mg/l] 25,0 75,82 62,01 62,4 Hořčík [mg/l] 9,0 18,21 9,96 8,5 Mnichovská voda má mírně tvrdou vodu, v důsledku hydrouhličitanů, tato voda je charakteristická pro tmavá mnichovská piva. Plzeňská voda malá tvrdost, voda chudá na soli, je téměř převážně hydrogenuhličitanová. Velmi měkká voda je velmi vhodná pro velmi světlá a více chmelená piva. Dortmundská voda velmi tvrdá voda, převažuje neuhličitanová tvrdost nad uhličitanovou. Voda se hodí pro výrobu piv dortmundského typu. Vídeňská voda u velmi tvrdé vody převládá uhličitanová tvrdost, používá se pro výrobu polotmavých vídeňských piv dle původních receptur (Schuster a kol., 1992)

16 3.4 Varní voda Voda použitá pro vaření piva musí mít kvalitu pitné vody a vyhovovat všem požadavkům na pitnou vodu podle současné legislativy. V současné době tuto povinnost ukládá Zákon č. 258/2000 Sb., Hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody stanovuje Vyhláška č. 252/2004 Sb. Tvrdost vody a její celkové chemické složení je významným faktorem určující kvalitu vyrobeného piva každého pivovaru (Velíšek, 1999). Varní voda nemá zásadně obsahovat alkalické uhličitany, chlor a příliš železa, manganu a dusičnanů (Chládek, 2007) Požadavky na jakost vody Některé zdroje uvádějí, že veškerá technologická voda, která je určena k výrobě piva nebo přichází v průběhu technologie do styku s pivem, musí vyhovovat normě pro pitnou vodu (ČSN ). Tato norma sice není již v platnosti, ale některé podniky se jí řídí. Norma předepisuje pro pitnou vodu následující vlastnosti: 1. Všeobecná hlediska pitná voda má mít stálé v průběhu roku se neměnící, biologické, mikrobiologické, fyzikální a chemické vlastnosti. Nesmí být znečištěna stykem s povrchovými ani odpadními vodami a nesmí působit zdravotní poruchy. 2. Biologické vlastnosti pitná voda nesmí obsahovat žádné živé makro a mikroskopické organismy, které indikují styk s povrchovými nebo odpadními vodami. 3. Mikrobiologické vlastnosti pro pitnou vodu není povolen žádný mikroskopicky zjistitelný zbytek rostlinné nebo živočišné organické povahy v koncentrátu ze 100 ml vody. 4. Fyzikální vlastnosti pitná voda má být čirá (zákal max. 5 mg suspenze SiO 2 v 1 litru), bezbarvá (20 platino kobaltnaté stupnice), čerstvá bez rušivých příchutí a pachu (max. 2 bally). 5. Chemické vlastnosti pro pitnou vodu jsou předepsány hodnoty ph (6 až 8), chemické spotřeby kyslíku (max. 3 mg O 2 na 1 litr), celkové tvrdosti (1,4 až 2,1 mmol/l), železa, manganu, síranů a odparku. Dále jsou předepsány maximální hladiny ve vyšších koncentracích nevhodných, jako hořčíku,

17 dusičnanů, fenolů, chloridů a chloru. Striktně jsou vymezeny koncentrace indikátorů znečištění (amoniak, fosforečnany, dusitany, sirovodík), toxických látek (fluór, selen, olovo, arzén, měď, zinek, kyanidy, rtuť, baryum, kadmium a chlór) a radioaktivity. Kromě technologické vody se ve sladovnách a pivovarech používá ve značném rozsahu i tzv. užitková voda, na níž nejsou kladeny tak přísné požadavky. Používá se např. k máčení ječmene, k mytí, k chlazení, k čistění, případně k napájení kotlů (Basařová a Čepička, 1986) Tvrdost vody Důležitým kritériem posuzování kvality vody pro pivovarské účely je její tvrdost, tvořená obsahem iontů kovů alkalických zemin, zejména vápníku a hořčíku. Rozlišuje se tvrdost stálá či trvalá (nekarbonátová) a tvrdost přechodná (karbonátová). Tvrdost trvalá je tvořena vápenatými a hořečnatými solemi, které jsou stálé (sírany, chloridy, křemičitany), kdežto tvrdost přechodná je tvořena hydrogenuhličitany, které se varem úplně či částečně rozkládají (Chládek, 2007). Vyjadřování tvrdosti vody nebylo dosud jednotné a řídilo se do značné míry tradicí. U nás se vžilo používání tzv. německých stupňů, které bylo později nahrazováno vyjadřování v milivalech na litr. Nová soustava jednotek SI nepřipouští žádný z obou uvedených způsobů, tvrdost vody se nyní vyjadřuje v milimolech na litr (Kosař a kol., 2000). Různé vyjádření tvrdosti je shrnuto v následující tab. 3 a druhy tvrdosti jsou shrnuty v tab. 4. Tab. 3 Převodní tabulka pro různé vyjádření tvrdosti vody (Kosař a kol., 2000) Stupně Stupně Stupně Stupně mmol/l mval/l tvrdosti německé anglické francouzské mmol/l 1 2 5,6 7,0 10,0 1 mval/l 0,5 1 2,8 3,5 5,0 1 st. německý 0,179 0, ,25 1,79 1 st. anglický 0,143 0,286 0,8 1 1,43 1 st. francouzský 0,1 0,2 0,56 0,

18 Definice jednotlivých stupňů tvrdosti: 1 stupeň německý = 10 mg CaO na 1 litr vody 1 stupeň anglický = 14,3 mg CaCO 3 na 1 litr vody 1 st. francouzský = 10 mg CaCO 3 na 1 litr vody V USA se často používají jednotky ppm CaCO 3 tj. 0,1 franc. stupně. Tab. 4 Z hlediska tvrdosti rozeznáváme (Schuster a kol., 1992) Stupně německé Tvrdost 0 4 velmi měkká 4 8 měkká 8 12 středně tvrdá tvrdá Nad 30 velmi tvrdá Pro výrobu světlých piv je vhodná měkká voda s menším podílem hořčíku a přechodné tvrdosti. Pro tmavá piva nevadí ani tvrdší voda (Chládek, 2007) Rovnováha uhličitanů ve vodě HCO OH - CO H 2 O CO H + - HCO 3 - HCO 3 + H + CO 2 + H 2 O Z reakcí vyplývá: čím má voda vyšší ph, tím více obsahuje iontů CO 2-3, čím má voda nižší ph, tím více obsahuje iontů HCO - 3, při extrémně nízké ph (přídavek kyseliny) uniká z vody CO 2. V praxi: zalkalizujeme li vodu příliš, vylučují se z ní uhličitany, nejčastěji ve formě málo rozpustného CaCO 3 ( vodní kámen ), sníží li se ph vody příliš tak, že se vyloučí veškerý CO 2-3 ve formě CO 2, voda je korozivní a porušuje nejen kovové povrchy, ale i betonové a jiné materiály, ph vody by mělo být rovnovážné, voda by neměla být agresivní, ale neměla by mít ani tendenci k usazování vodního kamene (Kosař a kol., 2000)

19 Korozivita vody index nasycení Zda voda je či není korozivní, závisí jednak na jejím ph, ale též na některých okolnostech ve složení vody, které vyjadřuje rovnováhu iontů v roztoku. Rozhodujícím přitom jsou formy rozpuštěného či zreagovaného oxidu uhličitého. Část z něho tvoří tzv. agresivní CO 2. Při hodnocení vody mluvíme o indexu nasycení (saturačním indexu). V praxi se korozivita často projevuje nánosy rezu na výlevkách a jiném sanitačním zařízením. Takové nánosy svědčí o nedokonale upravené vodě, která v tomto případě pravděpodobně obsahuje nerovnovážný agresivní CO 2 nebo jinou agresivní látku. Při zpracování ve varně se voda může stát korosivní v případě, že se okyseluje voda na vystírku (Kosař a kol. 2000). 3.5 Zpracování vody ve varně Působení jednotlivých kationů a aniontů má více či méně specifický vliv na průběh rmutování, na složení mladiny, průběh kvašení, a tedy na vlastnosti piva (Schuster a kol., 1992). Světlá piva vyžadují nižší koncentraci hydrogenuhličitanů a vápníku a vyšší koncentraci síranů. U tmavých piv je tomu naopak (souvislost s tlumivou kapacitou vody, která spolu s hodnotou ph ovlivňuje průběh kvašení). Přítomnost železa a manganu ve větším množství je nežádoucí, limitující hodnota pro železo je 0,2 mg/l a pro mangan hodnota nižší (Velíšek, 1999) Kationy ve varní vodě Vápník Je jedním z nejvýznamnějších iontů vody s mnohostranným působením v různých fázích výroby piva. Ovlivňuje rozhodujícím způsobem ph v roztoku sladiny a mladiny. Vápník stimuluje činnost kvasnic. Podporuje koagulaci bílkovin a chrání některé enzymy před předčasnou inaktivací (α-amylasy) a tím podporuje štěpení škrobu. Kromě reakcí s uhličitany jsou přitom významné též reakce s fosforečnany, které se ve značné míře uvolňují do roztoku ze sladu (z fytinu). Reakce se šťavelovou kyselinou, která probíhá poměrně pomalu, někdy až v hotovém pivu. Vznikající šťavelan vápenatý může být příčinnou přepěňování piva (tzv. gushing). (Kosař a kol., 2000)

20 Hořčík Hořčík ve formě Mg 2+ je potřebný pro stimulaci aktivity enzymů při kvašení. V některých případech se hořčík velmi podobá vlastnostem vápníku. Ačkoliv vysoká koncentrace Mg 2+ není obvyklá, může ovlivnit hořkou chuť piva. Maximální doporučené množství je 30 mg/l (Briggs a kol., 2004). Hořčík a vápník patří mezi pravidelně sledované parametry jakosti pivovarských vod, a to nikoli pro svůj hygienický význam, ale jakožto příčina tvrdosti vody. Optimální poměr mezi oběma prvky by měl být asi 2:1 ve prospěch vápníku (Čulík a kol., 1993). Železo Železo se může vyskytovat ve formě kationtů Fe 2+, Fe 3+ a jako komplexy v organických materiálech. Železnatá voda je nevhodná pro pivovarnické účely proto, že se Fe 2+ snadno oxiduje na Fe 3+ a může zanášet armatury a filtry (Briggs a kol., 2004). Nadměrný obsah železa (přes 0,2 mg/l) může působit technologické obtíže, jako např. zhoršení zcukření a přibarvení mladiny. V menších množstvích má příznivý vliv na kvašení, koncentrace nad 0,1 mg/l však podporuje degeneraci kvasinek. V hotovém pivu přibarvuje pěnu a tím zlepšuje její fyzikální kvalitu. Železo podporuje oxidační procesy (Kosař a kol., 2000). Mangan Mangan aktivuje mnoho enzymů metabolismu kvasinek a podporuje rozmnožování buněk. Má pozitivní vliv na odbourávání bílkovin. Příliš vysoká hodnota vyvolává tytéž nedostatky jako železo (nepříznivý vliv na hotové pivo tvorba zákalu) (Schuster a kol., 1992). Sodík Sodný kation Na + se vyskytuje v některých vodách a chlorid sodný je hlavní látkou, která je rozpuštěná ve slané vodě. Na + způsobuje ve vysoké koncentraci kyselou / slanou chuť (nad 150 mg/l, což se uvádí jako doporučená maximální koncentrace). Chlorid sodný může být přidáván do varní vody v obsahu mg/l, tím se zvýší plnost piva. Někdy je místo chloridu sodného přidáván chlorid draselný v nižší koncentraci, čím dosáhneme menší kyselosti (Briggs a kol., 2004)

21 České zdroje uvádí, že obsah sodíku v pivu vyšší než 100 mg/l mají negativní účinky, a protože přechod ze surovin do hotového piva je více než 90 %, neměl by ani ve varní vodě obsah sodíku přesahovat 100 mg/l (Čulík a kol., 1993). Draslík Draslík má stejný vliv na chuť piva jako sodíkový kation. Velké množství se vyskytuje ve sladu (3000 mg/kg), v mladině okolo 500 mg/l (Kosař a kol., 2000). Nadbytek draselných iontů může mít laxativní účinky a slanou chuť (Briggs a kol., 2004). Ostatní kovy Ostatní kovy jako jsou zinek, měď, olovo a cín jsou ve vysokých koncentracích toxické pro kvasinky, podporují oxidace a tím i vznik zákalů piva. Zinek má v množství více než 0,15 mg/l pozitivní vliv na kvašení a množení kvasinek. Měď působí katalyticky při oxidačně redukčních reakcí (Schuster a kol., 1992). Amoniak a amonné ionty Amoniak v pivovarské vodě ukazuje, že voda může být kontaminovaná nežádoucími mikroorganismy a maximální možná koncentrace je 0,5 mg/l. (Schuster a kol., 1992) Anionty ve varní vodě Hydrogenuhličitany Hydrogenuhličitanový anion HCO - 3 je jedním z aniontů, reagujících na ph vody. Vysoká koncentrace HCO - 3 v pivovarské vodě je nežádoucí a to proto, že způsobuje nárůst ph během rmutování, vyslazování a chmelovaru. Koncentrace HCO - 3 v mladině by neměla nikdy překročit 50 mg/l (Briggs a kol., 2004). Sírany Sírany jsou významné aniony pocházející ze sloučenin vápníku a hořčíku, způsobující trvalou tvrdost vody. Tento iont přispívá k suché a velmi hořké chuti piva, což může být kompenzováno vhodným množstvím Cl -. Kvasinky metabolizují sírany na malá množství sirovodíku, oxidu siřičitého a ostatní látky, které přispívají

22 k ovlivnění vůně piva. Přípustná koncentrace síranů je v rozmezí mg/l (Briggs a kol., 2004). Chloridy Chlorid vápenatý v množství nad 400 mg/l způsobuje slanou chuť. Chloridový iont v množství přes 100 mg/l urychlí korozi nerezové oceli a jako chlorid vápenatý a horečnatý ovlivňuje ph rmutu a mladiny (Schuster a kol., 1992). Dusičnany a dusitany Toxicita dusičnanů spočívá v jejich možné redukci na dusitany (působením některých mikroorganismů), které mohou být příčinou závažných zdravotních poruch. V pivovarství jsou jejich negativní účinky znásobeny ještě nebezpečím následné tvorby N-nitrososloučenin, které vykazují silné karcinogenní účinky a působí toxicky na játra (Čepička a kol., 1991). Nejvyšší možné množství NO - 3 v pitné vodě je 50 mg/l, avšak pro pivo je tento limit v rozsahu 0,1 0,5 mg/l a nesmí být překročen. Pivovary vyžadují nižší množství, - - protože NO 3 přicházejí do sladiny z chmele. NO 2 ionty mohou být toxické, s tříslovinami se zbarvují a mohou způsobovat potencionální vznik karcinogenních nitrosaminů (Briggs a kol., 2004) Plyny rozpuštěné ve varní vodě Oxid uhličitý Oxid uhličitý je pravidelnou součástí přírodních vod. Rovnováha jeho jednotlivých forem je důležitá pro to, zda je voda agresivní. Oxid uhličitý koroduje železo, beton a jiné materiály (Kosař a kol., 2000). Kyslík Obsah kyslíku ve vodách hraje důležitou roli při korozi konstrukčních materiálů, kdy spolupůsobí společně s oxidem uhličitým, na straně druhé je však jeho přítomnost důležitá pro zdárný průběh biochemických pochodů v provozní technologii. (Basařová a Čepička, 1986) Množství kyslíku ve varní vodě se pohybuje v rozmezí 3 až 8 mg/l (Schuster a kol., 1992)

23 Sirovodík Rozpuštěný H 2 S je jednou z velmi obtížných složek. Vyskytuje se někdy ve spodních vodách, které jsou potom velmi korozivní. Sirovodík je však možno odstranit z vody jednoduchým provětráním (Kosař a kol., 2000). Chlor Volný chlór se může vyskytovat ve vodárensky upravených vodách v množství 0,05 0,3 mg/l. Přítomnost fenolů může rovněž vyvolat nepříjemnou, nebezpečnou chlorfenolovou příchuť (Schuster a kol., 1992) Úprava složení varní vody Vzhledem k tomu, že některé pivovarské vody se velmi podstatně liší od žádoucího složení, postupem času se ukázalo, že pro výrobu světlého piva je škodlivý zejména vysoký obsah uhličitanů, tj. karbonátová tvrdost. Tvrdost způsobená sírany nepůsobí při výrobě světlého piva tak nepříznivé a škodlivá může být pouze při extrémně vysokých hodnotách. Odstranění uhličitanové (karbonátové) tvrdosti K odstranění uhličitanové tvrdosti lze použít tyto postupy: Tepelný postup využívá se srážení uhličitanu vápenatého varem. Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Přídavek vápna přídavkem Ca 2+ se tvrdost nezvýší, protože se vápník zpět vyloučí spolu s Ca 2+ přítomným ve vodě v nerozpustné formě. Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 2 CaCO H 2 O Pomocí ionexů změkčování vody výměnou kationů v Na cyklu. Pomocí membránových postupů jde o nové perspektivní postupy, které jsou založeny na rozdílné propustnosti jednotlivých iontů speciálními polopropustnými membránami. Nejvíce používaným membránovým postupem je tzv. reverzní osmóza. Lze říci, že je to jediný membránový postup, který se běžně používá v provozních podmínkách. První dva uvedené postupy se dnes používají jen velmi zřídka a v současné době se více používají postupy založené na iontové výměně (Kosař a kol., 2000)

24 Odstranění dusičnanů z varní vody Dusičnany ve varních vodách způsobují v současné době vážný problém. Poměrně - přísné předpisu EU pro přítomnost iontů NO 3 v pivu mají za následek nezbytnost snižování jejich obsahu ve varních vodách. Dusičnanové ionty se během technologického procesu z roztoku nevylučují a nezachycují se např. v mlátě nebo kalech, protože jsou vesměs lehce rozpustné. Mimo to se dusičnanový ion hromadí v chmelových hlávkách, takže při použití přírodního chmele ve varně je nutno počítat se zvýšeným obsahem dusičnanů v mladině a v pivu. Obsah dusičnanů ve vyrobeném pivu lze snižovat několikerým způsobem: a) Odstranění části dusičnanů z varní vody (denitrifikace vody) metoda je poměrně obtížná a dělíme ji do několika skupin: Výměna aniontů NO - 3 a SO 2-4 na anexech v Cl - cyklu standardní anex zbavuje upravenou vodu všech síranů a vyměňuje je za chloridy. Složení solí ve vodě se velmi značně mění. Selektivní anex ponechává při vhodně zvolených podmínkách ve vodě část síranových iontů. Jako regenerační roztok slouží v obou případech roztok NaCl, nevýhodou postupu je tedy zatížení odpadních vod koncentrovanými solnými roztoky. Deionizace částí vody speciálním postupem, který je známý jako Carix při této metodě úpravy se voda deionizuje na tzv. směsném loži, kde prochází vrstvou slabě kyselého katexu v H + cyklu a vrstvou silně bazického anexu v HCO - 3 cyklu. Oba ionexy se regenerují vodou nasycenou oxidem uhličitým, odpadní vody nejsou zatěžovány škodlivými ionty. Použití membránových postupů vratná osmóza, elektrodialýza prostup iontů či jiných látek regulovat pomocí elektrického náboje. Mikrobiologické postupy u nás dosud nevyzkoušené v praxi. b) Úpravou chmelením je nutno brát v úvahu obsah dusičnanů v jednotlivých chmelových preparátech: Přírodní chmel a chmelové pelety obsahují značné množství NO - 3. Chmelový extrakt CO 2 neobsahuje žádné ionty NO - 3, stejně jako extrakt získaný pomocí chlorovaných uhlovodíků. Alkoholový chmelový extrakt (alkohol jako extrakční činidlo) obsahuje malé množství dusičnanů (Kosař a kol., 2000)

25 3.6. Výroba piva V Čechách vyráběné pivo je slabě alkoholický nápoj, který vznikl řízeným kvašením cukernatého roztoku, povařeného s chmelem nebo chmelovým výrobkem, kvašený vybraným kmenem pivovarských kvasinek při technologicky určených teplotách a dobách hlavního kvašení a ležení piva. Jako zdroj cukru se pro pivo používá v naší zemi většinou škrob, obsažený v ječném sladu. Obsah alkoholu ve vyrobeném pivu je dán množstvím extraktu v mladině, který se získá prací na varně (tzv. rmutováním) ze škrobu (Chládek, 2007). Pivo je nízkokalorický nápoj, oblíbený pro své senzorické vlastnosti, je ale významné pro svou výživovou a dietetickou hodnotu, podporuje látkovou výměnu, je dobře stravitelné, působí na intenzivnější vylučování žluče, oxidu uhličitého a povzbuzuje nervovou soustavu (Kučerová a kol., 2007). Výroba piva se skládá z přípravy mladiny, z hlavního kvašení, z dokvašování a zrání piva. Následují závěrečné úpravy piva, jako je filtrace, případně pasterace a stabilizace a na konec stáčení piva do transportních nádob, nejčastěji lahví a sudů (Basařová a Hlaváček 1999) Výroba mladiny Cílem výroby mladiny je převedení extraktivních látek ze sladu a chmele do roztoku. U nás se používá více rmutový dekokční postup s povařováním rmutu, dělí se na několik pracovních částí: šrotování sladu, vystírání sladového šrotu ve vodě, rmutování, scezování sladiny, vyslazování mláta, chmelovar a chlazení mladiny (Kučerová a kol., 2007). Šrotování sladu Mletí sladu je mechanický proces, který má rozdrcením zrna zpřístupnit endosperm pro fyzikálně chemické a enzymové děje ve varně a zachovat celistvost pluch, která slouží jako přirozená filtrační vrstva při scezování. Na kvalitě sladového šrotu závisí průběh varního procesu, výtěžek extraktu zpracovaných surovin, kvalita mladiny a piva (Basařová a Čepička, 1986)

26 Vystírání a rmutování Základním požadavkem všech rmutovacích postupů je převést do roztoku veškerý škrob i vhodný podíl bílkovin a dalších látek. Výběrem vhodného rmutovacího postupu lze přizpůsobit složení mladiny vyráběnému typu piva a částečně korigovat rozdíly v kvalitě varních surovin. Rozlišujeme jednormutový, dvourmutový, třírmutový postup, přičemž nejvíce používaný je rmut dvourmutový, který je vhodný pro výrobu světlých piv plzeňského typu při zpracování středně rozluštěných sladů. Škrobová zrna obsažená v rozemletém sladu začínají při pomalém zahřívání bobtnat a při teplotě 52 C z nich vzniká škrobový maz. Tento škrobový maz se během dalšího zvyšování teploty na hodnotu přibližně 65 C (nižší cukrotvorná teplota) ztekucuje a při dosažení teploty C (vyšší cukrotvorná teplota) zcukřuje. Tento základní postup je možno provádět buď dekokčním nebo infuzním rmutováním. Oba typy rmutování se od sebe liší nejen technologickým postupem, ale i nárokem na strojní vybavení varny. Pro získání typicky českého piva se používá výhradně dekokční rmutování na dva rmuty. Správný průběh rmutování je potvrzen rychlým, čirým scezováním, dokonalým zcukřením, bohatým lomem mladiny a vysokým varním výtěžkem (Kosař a kol., 2000, Chládek, 2007). Scezování a vyslazování Po odrmutování se odseparují zbytky sladového mláta ve scezovací nádobě nebo na sladinovém filtru, čímž se získá první podíl sladiny, tzv. předek. Mláto se pak vyluhuje teplou vodou a výluh, tzv. výstřelek, se smíchá s předkem (Basařová a Hlaváček, 1999). Vaření sladiny s chmelem chmelovar Scezená sladina spolu s výstřelky se smíchá v mladinové pánvi, sacharimetrem se změří celková stupňovitost a začne se vařit. Během tohoto varu se přidává chmel; ve většině případů chmelový granulát. Přírodní chmel se používá jen výjimečně, neboť vyžaduje pro separaci hlávek po chmelovaru chmelový cíz. Povařená sladina s chmelem se nazývá mladina. Chmelovar trvá přibližně 90 minut a jeho účelem je převedení hořkých látek z chmele a jejich částečná změna, odstranění nežádoucích těkavých látek z vařící se mladiny, inaktivace enzymů, sterilace mladiny, koagulace bílkovin a odpaření přebytečné vody tak, aby se dosáhla požadovaná stupňovitost vyrobené mladiny (Chládek, 2007)

27 Chlazení mladiny a separace hrubých kalů Dnes se používají vířivé kádě, kde při teplotě nad 60 C se usazují hrubé kaly, pak následuje dochlazení v deskových protiproudných výměnících tepla na zákvasnou teplotu 5 7 C. Před zakvašením se mladina sytí kyslíkem pro potřebu kvasinek. Vyrobená mladina musí svou koncentrací odpovídat vyráběnému pivu, při výrobě 10 % piva musí mladina obsahovat 10 % extraktu (Kučerová a kol., 2007) Kvašení a zrání piva Uzavřená mladina se ochladí na zákvasnou teplotu, přidávají se pivovarské kvasnice, tzv. várečné, a probíhá první fáze kvašení piva, jež se nazývá hlavním kvašením. Podle použitého druhu kvasnic se rozeznává spodní a svrchní kvašení. Spodní pivovarské kvasinky, téměř výhradně používané v ČR, kvasí při nižších teplotách 5 C až 10 C a v závěru kvašení sedimentují u dna kvasných nádob. Hlavní kvašení trvá v průměru 7 až 10 dnů, zkracuje se při vyšších a prodlužuje se při nižších teplotách kvašení. Během hlavního kvašení vznikají z metabolismu kvasinek alkohol, oxid uhličitý a tzv. vedlejší metabolity kvašení (estery, vyšší alkoholy, mastné kyseliny atd.). Na vzájemném poměru jejich koncentrací závisí senzorická kvalita piva, ale i charakteristický buket určité značky piva (Basařová a Hlaváček, 1999). Po skončení procesu hlavního kvašení je mladé pivo přečerpáno do ležáckých tanků, kde mladé pivo s nevyrovnanou chutí leží při teplotě 0 3 C, aby dosáhlo chuťové zralosti a dostatečně se nasytilo oxidem uhličitým pro získání potřebného řízu (Chládek, 2007) Konečná úprava piva Zralé pivo se filtruje, aby bylo čiré. Stáčí se do přepravních obalů, nejčastěji lahví a sudů. V novější době se zvyšuje biologická trvanlivost piva zařazením tepelného zásahu, tzv. pasterace (Basařová a Hlaváček, 1999). Pasterace se používá pro zvýšení biologické stability piva Rozšířená je zejména pasterace piva v lahvích či plechovkách v ponorných a tunelových pastérech při teplotě 62 C (Kadlec a kol., 2002). Filtrace Filtrace spočívá v oddělení kalících látek na křemelinových a deskových filtrech, což zvyšuje biologickou a koloidní stabilitu piva. Nejmodernější je způsob membránové

28 filtrace. Používá se řada filtračních materiálů (křemelina, celulosa) s využitím adsorpce a afinity k filtračnímu materiálu (Kučerová a kol., 2007). Filtrace nesmí ovlivňovat vůni, barvu a stabilitu pěny (Pelikán a kol., 2004). Stabilizace Stabilizace piva se provádí u exportních piv, kdy je nezbytné zaručit mnohaměsíční trvanlivost. Principem koloidní stabilizace je odstranění prekurzorů zákalů piva, především vysokomolekulárních dusíkatých složek, polyfenolů, kovových iontů a rozpuštěného kyslíku (Kadlec a kol., 2002). Stáčení piva Stáčení piva do transportních a spotřebitelských obalů je konečnou fází výroby. U nás se pivo stáčí do cisteren pro dislokované stáčírny a pro export, do sudů, lahví a plechovek pro vnitřní obchodní síť i pro export (Kadlec a kol., 2002). Pro protlačování piva potrubím se používá odplyněná voda. Důvodem je zamezení možného negativního působení kyslíku, rozpuštěného ve vodě na pivo (Chládek, 2007). 3.7 Zbytky a odpady z výroby piva Kromě výroby piva přispívá pivovarský průmysl k rozšíření krmivové základny produkcí hodnotných zbytků, které se vrací do živočišné výroby. Mezi zbytky pivovarského průmyslu se řadí mláto a pivovarské kvasnice, a mezi odpady hořké kaly a odpadní vody. Mláto Mláto je cenný zbytek, který zůstává ve scezovací kádi po scezení sladiny. Jako hodnotné krmivo se využívá hlavně pro skot. Obsahuje asi 80 % vody, zbylý extrakt, bílkoviny, tuk a přibližně 2/3 původního obsahu popelovin. V čerstvém stavu se musí rychle zkrmit, neboť podléhá snadno zkáze. V průměru se získá na 100 kg sypání asi kg čerstvého nebo 27 kg suchého mláta s obsahem vody 12 %. Pivovarské kvasnice Obsahují v sušině až 50 % bílkovin. Z 1 hl piva se získá asi 0,25 kg lisovaných kvasnic o sušině 26 %. V některých závodech se kvasnice suší na sušinu 88 %. Usušený

29 výrobek se expeduje do mícháren krmiv. Část kvasnic se využívá ve farmaceutickém a masném průmyslu. Hořké kaly Hořké kaly zůstávají na stokách nebo ve vířivých kádích jako hustá hnědá hmota po scezení mladiny. Jejich podstatu tvoří tříslovinnobílkovinné komplexy a oxidované chmelové pryskyřice. Podle jakosti sladu, jemnosti mletí a použité technologie se získá ze 100 kg sypání asi 5 kg kalů. Nelze je využít ke krmení, neboť hořké látky přecházejí do mléka a ovlivňují nepříznivě jeho chuť. V poslední době se hořké kaly extrahují a získaný chmelový extrakt nahrazuje zčásti chmel. Po extrakci zbývá hodnotné krmivo s vysokým obsahem bílkovin cca 25 % (Pelikán a kol., 2004). Odpadní vody Pivovarské a sladařské vody až na výjimky neobsahují škodlivé a jedovaté látky, ale jsou vysoce zatíženy obsahem organických sloučenin, které jsou vhodným substrátem pro růst mikroorganismů. Jejich pomnožením mizí z vody kyslík a vytváří se podmínky pro činnost anaerobních mikroorganismů za vzniku páchnoucích plynných produktů (methan, sirovodík) (Basařová a Čepička 1986). Ukazatele a hodnoty přípustného stupně znečištění odpadních vod stanovené nařízením vlády č. 82 z roku 1999, dle bodu pro pivovary a sladovny jsou uvedeny v tab. 5. Tab. 5 Hodnoty CHSK a BSK pro odpadní vody (Kosař a kol., 2000) Maximální hodnota Ukazatel [mg/l] CHSK Cr 130 BSK 5 40 Vysvětlivky: CHSK Cr chemická spotřeba kyslíku K 2 Cr BSK 5 biologická spotřeba kyslíku za 5 dní

30 4 BUDVAR 4.1 Historie budějovického Budvaru Ačkoli historie českobudějovického pivovarnictví není až tak prastará, bylo to především pivo, které proslavilo Budějovice daleko za hranicemi našeho státu. Vlastní historie vaření piva začíná rokem 1265, kdy byly České Budějovice založeny českým králem Přemyslem Otakarem II, který dal městu významná privilegia, mezi něž náleželo i právo várečné. První pokus založit vlastní, český pivovar byl podniknut již v roce 1891, jako vytvoření konkurence německému Měšťanskému pivovaru. Česká strana vedená dr. Augustem Zátkou a dr. Františkem Hromadou zahájila přípravné práce na založení nového podniku. Nejdůležitější byla volba místa pro pivovar. Vytipovány byly nakonec dvě lokality, a to na Lineckém předměstí a na předměstí Pražském. Ve prospěch Pražského předměstí nakonec hovořily rozbory vody. Jako první sládek nastoupil od 1. dubna pan Antonín Holeček. Budějovický Budvar byl tedy založen v roce 1895 jako první český akciový pivovar. První várka byla uvařena 7. října Již počátkem roku 1897 dodával pivovar pivo do Prahy, Vídně, Terstu a jiných částí monarchie. Od této chvíle se pivovar rozvíjel vyjma období válečných konfliktů, které znamenaly nedostatek kvalitních surovin a samozřejmě nižší kupní sílu obyvatelstva. V roce 1947 byl v souvislosti s exportem do Spojených států amerických, zaznamenán pokus o registraci nových ochranných známek. Do historie pivovaru významně zasáhly dekrety prezidenta Beneše, tzv., Benešovy dekrety. Jednalo se zejména o dekret 101/45 Sb., podle kterého měly být všechny pivovary s výstavem větším než hl v roce 1937 znárodněny. Akciový pivovar Budvar vystavil v roce hl, a tudíž se platnost dekretu vztahovala i na něj. Za zmínku stojí rok 1967, kdy byla započata generální rekonstrukce pivovaru. Cílem bylo navýšení kapacity. Dnes je Budvar národním podnikem a jeho roční produkce je kolem 1,2 milionu hektolitrů piva. Pivovar vyrábí 6 druhů piva. Nealkoholické pivo Budweiser Budvar Free s obsahem alkoholu do 0,5 %, 10 výčepní pivo s obsahem alkoholu 4,1 %, největší podíl tohoto výčepního piva zůstává na tuzemském trhu, z toho asi 60 % se plní do sudů. Dále nový druh světlého výčepního piva Pardál 9,7 s obsahem alkoholu 3,8 % obj. a nejsilnější je 16 pivo BUD Super strong, které obsahuje 7,6 % alkoholu. Největší podíl činí 12 ležák Budějovický Budvar, který obsahuje 5,1 % alkoholu. Z celkové produkce se 40 % vyváží do 60 zemí světa a 60 % plní do lahví. Novinkou z produkce

31 Budějovického Budvaru je tmavý ležák, který má 4,9 % objemových alkoholu (Propagační materiál pivovaru Budvar, 2008). 4.2 Budějovická pánev Budějovická pánev je spolu s pánví třeboňskou součástí vodohospodářsky významného komplexu jihočeských pánví, ve kterém jsou soustředěny významné zásoby podzemní vody. Podzemní voda je akumulovaná v sedimentech svrchní křídy a terciéru uložených na krystalickém podloží, které v budějovické pánvi klesá až pod 50 m n. m., zatímco povrch pánve kolísá mezi 380 až 460 m n. m. (Čurda, 2006). Nejvýznamnější subjekty odebírající podzemní vodu z pánevní výplně pro svou potřebu jsou n. p. Budvar, Nemocnice Č. Budějovice a. s. a Budějovický měšťanský pivovar a. s. Ostatní, méně významné lokality s odběrem podzemní vody se nacházejí zejména u zemědělských družstev, malých obcí nebo u ostatních provozoven. Nespecifické množství soukromých zdrojů podzemní vody provozují fyzické osoby (Staněk, 2007). 4.3 Zdroje v Budvaru Pro odběr vody v Budvaru jsou v současnosti k dispozici nově vyhloubený vrt HV2a a jímací vrt HV3. Oba jímají vodu kolektorů klikovského souvrství v totožném hloubkovém rozmezí a proto se vzájemně ovlivňují. S ohledem na jejich specifické vydatnosti a konstrukci se jako optimální jeví souběžný odběr z obou vrtů v poměru 41 % z vrtů HV2a a 59 % z vrtu HV3. Při odběru celkového povoleného množství vody 56,0 l/s (Rozhodnutí OÚ ref. ŽP Č. Budějovice č. j. 2462/97-231/Ná) to odpovídá odběru 23,0 l/s u vrtu HV2a při snížení do 42,0 m a 33,0 l/s z vrtu HV3 při snížení hladiny do 43,0 m od terénu (Homolka, 2003). Hydrogeologický vrt HV3 byl vybudován v areálu Budvaru v roce Je hluboký 312 m v terciérních a křídových sedimentech, podloží pánve nebylo dosaženo. Perforované pažnice začínají od hloubky 131,6 m do 296 m. Těsněn je do 59 m, od této hloubky může docházet ke komunikaci přes obsyp. Po odvrtání měl vrt přetok vody a výtlačnou úroveň hladiny 0,27 m nad terénem. Vrt HV2a byl vybudován v areálu pivovaru v roce 2002 jako náhradní vrt za havarovaný objekt HV2. je hluboký 298 m v terciérních a křídových sedimentech, podloží pánve rovněž nebylo při vrtání dosaženo. Perforované pažnice začínají

32 od hloubky cca 66 m, těsněn je do hloubky cca 50 m, od této hloubky může docházet ke komunikaci přes obsyp. Po odvrtání byla hladina změřena 0,86 m pod terénem před zahájením čerpací zkoušky (hladiny byla ovlivněna odběrem z vrtu HV3). Původní výstupní úroveň hladiny neovlivněné odběrem z vrtu HV3 je odhadována na 3 3,5 m nad terénem (Čurda, 2006). Tyto vrty fungují na principu artézských studní, z nichž voda vyvěrá na povrch samovolně na principu spojených nádob (Basařová a Čepička, 1986). 4.4 Suroviny pro výrobu piva Hlavními surovinami pro výrobu piva jsou voda, slad, chmel. V podzemí jsou velké zásoby kvalitní vody, kterou Budvar čerpá ze dvou artéských studní. Vlastní sladovnu pivovar zrušil poté, co byly vybudovány moderní sladovny na Moravě v Hodonicích, Kroměříži a Prostějově. Pivovar používá pro přípravu piva čtyři druhy sladu, všechny z hanáckých odrůd ječmene: český (světlý), bavorský (mnichovský), karamelový, barvicí (pražený). Chmel pivovar Budvar kupuje ze Žatecka, a to aromatickou odrůdu Žatecký poloraný červeňák. 4.5 Úprava surové vody Surová voda z obou vrtů je vedena potrubím do sedimentační nádrže, na jejímž vstupu je při tangenciálním nátoku provzdušněna přisáváním vzduchu za účelem částečného odstranění vyššího množství železa a manganu po oxidaci a následné sedimentaci. Ze sedimentační nádrže je voda odváděna do akumulační nádrže, ze které je zpracovávána stanicí pro úpravu vody. Úprava spočívá ve filtraci surové vody přes filtry s křemičitými písky se zrnitostí 1,0 1,6 mm, bez chemické úpravy vody či dezinfekce a má stálou teplotu C. Upravená voda se shromažďuje v akumulační nádrži pro upravenou vodu, odkud je rozváděna čerpadly zásobovací stanice do technologie po areálu pivovaru. Při chlazení mladiny se část vody ohřívá deskovými výměníky. Teplá voda je jímána do akumulačních nádrží, odkud je vlastním rozvodem v areálu pivovaru vedena na místa, kde je využívána pro potřebu technologie a k osobní hygieně zaměstnanců (Propagační materiál pivovaru Budvar, 2008)