Physique Statistique - 8.405
72
pages
Français
Documents
Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe Tout savoir sur nos offres
72
pages
Français
Documents
Le téléchargement nécessite un accès à la bibliothèque YouScribe Tout savoir sur nos offres
2. Fabrication de la bière 2.1 l’industrie de la bière et son ampleur économique • histoire riche de 9000 années. • Le Québec est économiquement fort dans le domaine grâce à la prohibition pendant les années 30. ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. 1Auteurs : M Buschmann 2.2 Description du procédé 2.2.1 Fermentation La notion centrale dans la fabrication de la bière est la réaction biochimique de fermentation : C H O → 2C H OH + 2CO 6 12 6 2 5 2glucose → éthanol + dioxyde de carbone C’est une réaction menée par des enzymes présents dans des micro-organismes (levures, bactéries, par exemple). Alors, pour fermenter on a besoin de glucose et des microorganismes capables de réaliser la réaction biochimique de fermentation. ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. 2Auteurs : M Buschmann 2.2.2 La source de glucose Le grain d’orge (Tableau 2.1) Il contient un polymère de glucose = amidon. Deux molécules de glucose se polymérisent (par l’action des enzymes) pour former une molécule de maltose (Fig. 2.3). Des molécules de maltose se polymérisent pour former des polymères d’amylose. (polymère = une chaîne faite de plusieurs copies d’une molécule qui a donc une structure répétitive). ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. 3Auteurs : M Buschmann Amidon = des chaînes ...
Voir
Publié par
Langue
Français
2. Fabrication de la bière
2.1 l industrie de la bière et son ampleur économique •histoire riche de 9000 années. •Le Québec est économiquement fort dans le domaine grâce à la prohibition pendant les années 30.
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
1
2.2 Description du procédé 2.2.1 Fermentation La notion centrale dans la fabrication de la bière est laréaction biochimiquedefermentation:
C6H12O6→2C2H5OH + 2CO2
glucose→éthanol + dioxyde de carbone
Cest une réaction menée par desenzymes présents dans dessemsinagro-orcmi(levures, bactéries, par exemple). Alors, pour fermenter on a besoin de glucose et des microorganismes capables de réaliser la réaction biochimique de fermentation.
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
2
2.2.2La source de glucose Le grain dorge (Tableau 2.1) Il contient un polymère de glucose = amidon. Deux molécules de glucose se polymérisent (par laction des enzymes) pour former une molécule de maltose (Fig. 2.3). Des molécules de maltose se polymérisent pour former des polymères damylose. (polymère = une chaîne faite de plusieurs copies dune molécule qui a donc une structure répétitive).
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
3
Amidon = des chaînes damylose liées les unes
aux autres. (Fig. 2.4)
Alors, le glucose est fourni par dépolymérisation
de lamidon, une réaction biochimique exécutée
par des enzymes présents dans les grains d orge.
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
4
Les étapes du procédé Survol : Fig. 2.8 Maltage (Fig 2.5) Grain dorge - séchage, maturation. - addition deau et doxygène. - germination = lenzyme amylase digère lamidon pour produire de la glucose. - touraillage = griller les grains pour produire de la couleur et de larôme.
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
5
Brassage (Fig 2.6)
Les grains de malt
- concassés
- stérilisés (UV)
La glucose est finalement produite en contrôlant la
température (T= 60-65°C) et lepH=5.2pour
favoriser laction des enzymes.
Après filtrage etc. on a le moût de brassage.
Fermentation :
Le moût de brassage
- addition des levures
incubation avec leslevuresquifermentent. -
-pH tombe de 5.2 à 4.2(plus acide)
- une semaine
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
6
Maturation : Fermentation secondaire pour produire du CO2, qui rend la bière pétillante. Clarification et Embouteillage : Enlever les particules/impuretés, etc. 2.5 Vue d ensemble des concepts Fig. 2.9 Notions requises : Équilibres acido-basiques Réactions biochimiques Cinétique réactionnelle Solubilité des gaz
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
7
2.6.1 Équilibres acido-basiques
Lacidité (ou le contraire : basicité) dune solution
aqueuse affecte plusieurs processus importants.
Dans la fermentation de la bière, on a vu que
lacidité (ou le pH) affecte :
1) la production de glucose pendant le brassage
2) le taux des réactions biochimiques dans les
levures (fermentation) qui produisent léthanol à
partir du glucose.
Le pH est également très important dans la
physiologie humaine. Lacidité des tissus et des
cellules est très étroitement contrôlée pour
maintenir une physiologie normale. Et même les
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
8
différences dacidité entre des compartiments des cellules ou des tissus est un facteur qui dirige certains processus, comme la génération dénergie métabolique, par exemple. Quelques définitions (selon Arrhenius) : Un acide: une substance qui augment la concentration de H+(aq) (aq = en solution aqueuse) Une base: une substance qui augmente la concentration de OH-(aq). Une solution acidea plus de H+que de OH-Une solution basiquea plus de OH-que de H+
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
9
2.6.1.2 L équilibre d ionisation de l eau Les concentrations [H+] et [OH-] ne sont pas indépendantes, car lionisation spontanée de leau a lieu selon : H2O↔H+(aq) + OH-(aq) Cette ionisation est faible avec une molécule pour 109ionisée, mais ce taux dionisation est important dans le contrôle du pH. La constante déquilibre pour cette réaction sécrit
H+OH− K=[H] 2O
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
10
Mais parce qu'une molécule dans 109est ionisée, la concentration deau [H2O] reste stable (55 M=moles/L), peu importe les concentrations de [H+] et de [OH-]. Alors on peut réecrire lexpression déquilibre en assimilant [H2O] à la constante déquilibre comme suit,
K E=KH2O=H+OH−
ouK Esappelle le produit ionique de leau.
−14 2 E=10Mà 25°C.
(Il dépend fortement de la température).
ING1030 Chimie pour Ingénieur, Hiver 2003. Notes de cours supplémentaires, Chapitre 2. Auteurs : M Buschmann
11
