9. Как производится оценка качества хмеля?

10. Каково назначение применяемых в производстве пива ферментных препаратов?

11. Каковы требования, предъявляемые к  качеству ячменя, используемого для получения солода?

12. В чем состоит сущность определения жизнеспособности семян ячменя?

13. Как производится оценка качества хмеля?

14. Как определить энергию прорастания и способность прорастания ячменя?

2 ОСНОВНЫЕ  СТАДИИ  ПИВОВАРЕННОГО

ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Технологическая схема производства пива

Последовательность технологических процессов производства пива представлена на рисунках 1 и 2.

Выделяют следующие основные стадии: очистка и дробление зернопродуктов, приготовление пивного сусла (затирание, фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла), сбраживание пивного сусла дрожжами, дображивание и созревание пива, осветление и розлив готового пива.

2.2 Подработка и дробление солода и несоложеного сырья

Основная цель дробления солода и несоложеного сырья — облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения зерна для обеспечения максимального перехода экстрактивных веществ в сусло.

Подработка зернопродуктов При хранении и транспортирова­нии возможно загрязнение солода и несоложеного сырья. Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних примесей (мелких камешков и металлических предметов).

Для уда­ления пыли и остатков ростков солод пропускают через полиро­вочную машину. Несоложеное сырье от крупных и мелких органических примесей очищают с помощью воздушно-ситового сепаратора, от мине­ральных примесей с помощью камнеотделительной машине. Для удаления металломагнитных примесей зернопродукты пропускают через магнитный сепаратор с электрическими или постоянными магнитами.

Дробление солода  Максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла должен обес­печить оптимальный состав помола зернопродуктов. Солод можно дробить в сухом или частично увлажненном (мокром) виде. Состав помола (%) зависит от качества солода, способов его затирания и фильтрования.

Сухой солод измельчается на вальцовых или молотовых дробилках. В процессе дробления происходит расщепление оболочки зерна и измельчение эндосперма, превращение солода в крупку. При этом приходится учитывать два противоречащих друг другу требования:

1) очень важно максимально сохранить целостность оболочки зерен. При фильтровании она будет играть роль своеобразного фильтрующего слоя. Также нельзя забывать, что шелуха содержит дубильные и минеральные вещества. При измельчении оболочки они могут перейти в сусло, что приведет к ухудшению его органолептиких свойств;

2) чтобы облегчить и ускорить процесс гидролиза крахмала в сахара необходимо максимально измельчить содержимое зерна. Чем хуже растворяются вещества, содержащиеся в используемом солоде, тем мельче его приходится дробить, чтобы извлечь из дробины нормальное количество экстракта.

Выполнить оба требования возможно только в том случае, если разделить дробление солода на несколько технологических этапов. Сначала зерно «выжимается» из своей оболочки. После этого шелуха отделяется, а содержимое зерна может измельчаться.

Зерно неоднородно по своей твердости. Из его центральной части образуется мука и мелкая крупка, а из периферийных частей - более крупная крупка. Если помол будет излишне грубый - выход экстракта снизится. Чем мельче полученные частички эндосперма, тем выше выход экстракта.

Для точной регулировки дробилки измеряют количество оставшегося в отработанной дробине экстракта. При этом более тонкий помол обычно требуется при работе с высоко влажным или неудовлетворительным солодом. Попробовать применить более грубый помол для сокращения времени фильтрации имеет смысл только в том случае, если используется солод хорошего качества.

Иногда применяют увлажнение солода, но большинство существующих пивоварен используют технологию сухого дробления. Она требует применения особых мер предосторожности - сухое дробление может быть опасным. Во время процесса образуется мельчайшая солодовая пыль. Ее общее количество незначительно, но этого хватает, чтобы около вальцов образовалась смесь из пылевой взвеси и воздуха. Этой смеси присуща способность взрываться от мельчайшей искры.

Для того, чтобы смягчить возможные последствия взрыва, на дробилках сухого типа используются защитные экраны в виде рвущихся мембран (одноразовые), взрывогасящих трубок специальной конструкции (многоразовые, смягчают и рассеивают энергию взрыва), а также противовзрывных пластин, которые устанавливаются непосредственно под вальцами (пластины не дают пыли попадать в окружающий воздух и тем самым препятствуют образованию опасной взвеси). По мнению специалистов, противовзрывные пластины играют очень важную роль в обеспечении безопасности производства. Также в дробильном отделении запрещается курить и эксплуатировать открытое электрооборудование.

Дробилки сухого дробления различаются по количеству работающих в них вальцов. Они бывают шести-, пяти-, четырех- и двухвальцовые. Двухвальцовые используются, в основном, на мини-пивзаводах. Четырехвальцовые - на небольших и средних предприятиях. Пятивальцовая дробилка является разновидностью шестивальцовой (один валец исполняет там две функции - предварительного дробления и отделения шелухи). Этот вид оборудовния не является распространенным.

Во всем мире лучше всего себя зарекомендовали и чаще встречаются на средних и крупных предприятиях шестивальцовые дробилки. Вальцы в них расположены попарно. В первой паре работают вальцы предварительного дробления (после них все зерна должны быть раздроблены). Во второй - вальцы для отделения шелухи (крупка, оставшаяся на шелухе должна быть отделена, шелуха при этом остается целой). В третьей - вальцы для получения крупки (они должны быть настроены таким образом, чтобы измельчать эндосперм в крупку, а не в муку).

Качество сусла во многом зависит от качества помола солода.

Для более эффективной работы вальцы рифлятся не параллельно оси вращения, а наискось. Благодаря этому возникает вышелушивающе-режущее воздействие.

На дробилках старого типа первая и вторая пара вальцов были гладкими (раздавливали зерна), третья пара - рифленой.

В современных типах дробилок рифленые вальцы, вращающиеся навстречу друг к другу с разными скоростями, «выдавливают» зерна из шелухи, не нарушая целостность оболочки. Шелуха остается практически нетронутой, а эндосперм успешно измельчается. В итоге получается смесь из необходимой пропорции шелухи и крупки с примесью муки. В оборудовании старого типа вальцы, вращаясь с одинаковой скоростью, раздавливают (раскалывают) зерна солода.

Производительность современных шестивальцовых дробилок может достигать 14 т дробины/ч. На отечественных предприятиях наиболее часто встречаются дробилки, рассчитанные на 2,5 т/ч.

Важным фактором является равномерная загрузка дробилки - при перегрузках помол может стать слишком грубым, так как между вальцами могут проскакивать целые зерна.

При мокром помоле солод предварительно увлажняют в бункере до содержания влаги 18-32 % путем орошения водой температурой 35-50 °С или насыщенным паром. В этом случае повышается эластичность оболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, что впоследствии приводит к созданию рыхлого и пористого фильтрующего слоя дробины.

Наиболее современные образцы оборудования увлажняют оболочку в щадящем режиме, оставляя середину зерна абсолютно сухой (так ее потом проще раздробить). Система кондиционирования обычно устанавливается в качестве дополнительного узла непосредственно перед дробилкой.

Предшественником системы кондиционирования была дробилка «мокрого» типа. Известно, что сегодня подобные дробилки еще работают на некоторых пивоварнях, но производители оборудования их давно уже не выпускают.

В «мокрой» дробилке зерна солода предварительно замачивались в специальном бункере. Солод был действительно мокрым, и стадия затирания начиналась фактически уже при дроблении. Это значительно увеличивало время контакта дробины с кислородом. Часто при работе на таком оборудовании к дробине сразу же добавлялась молочная кислота (с целью оптимизации pH).

Дробление несоложеных зернопродуктов. Ячмень, пшеницу и рис дробят на двухвальцовом станке с нарезными вальцами, которые вращаются навстречу друг другу с разной скоростью. Для измельчения кукурузы обычно используют молотковые дробилки.

2.3 Затирание

Способы и технологические режимы зати­рания  Приготовление затора начинают со смешивания дробленых зернопродуктов с водой при температуре 37-40 °С, кото­рое осуществляется в заторном аппарате при включенной ме­шалке. Далее затирание ведут настойным (инфузионным) или отварочным (декокционным) способами. Коли­чество измельченных зернопро­дуктов называют засыпью, объем применяемой воды — наливом, а полученный продукт — затором. Обычно на затирание 100 кг зернопродуктов рас­ходуют  350-500 дм3  воды.

Целью затирания является экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращение нерастворимых веществ в растворимые с после­дующим переводом их в раствор под дейст­вием ферментов солода и применяемых ферментных препаратов.  Вещества, перешедшие в рас­твор, называют экстрактом.

Настойный способ применяется только для хорошо растворенного солода с высокой ферментативной активностью. Его преимущество - снижение энергозатрат и уменьшение продолжительности затирания.

Настойный способ заключается в выдерживании затора в течение 30 мин при 40 оС и постепенном нагреве от  данной температуры до 70 оС со скоростью 1 °С/мин без кипячения.  При температуре  52; 63 и 70 оС затор выдерживается по 30 мин. Указанные температурные паузы позволяют проявить максимальную активность соответственно для эндопептидазы, β- и  α-амилазы солода.

Далее затор нагревают до 72 °С и выдерживают до полного осахаривания по пробе на йод. Затем осахаренный затор подогревают до 76-77 оС и направ­ляют на фильтрование. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит много мальтозы и аминокислот, мало дек­стринов и поэтому хорошо сбраживается.

Выход экстракта при отварочном способе выше. Это обусловлено тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативно­му, но и физическому воздействию (кипячению).

Различают следующие вари­анты отварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густой части. Наиболее распространенные — одно- и двухотварочные способы. При отварочных способах за­тирание ведут в двух заторных аппаратах, один из которых ис­пользуют для кипячения отварки.

При одноотварочном способе в заторный аппарат предварительно набирают около 1/2 всего количества подогретой воды, необходимой для затирания, включают мешал­ку и через предзаторник спускают дробленый солод с водой. Температура смеси должна быть в пределах 50-52 °С. Белковую паузу выдерживают в течение 20-30 мин. После этого в заторный аппарат наливают жидкую часть затора, а густую (отварку) подогревают до 61-63 °С и выдерживают в течение 15-20 мин. Далее температуру медлен­но повышают до 70-72 °С.

В это время отварка осахаривается в течение 20-30 мин. Затем ее нагревают до кипения и кипятят 20-30 мин.

Несоложеное сырье сначала затирают с 15-20 % солода и частью ферментного препарата. Эта часть затора является отвар­кой. Ее выдерживают 15-20 мин при 50-55 °С, затем подогрева­ют до 70-72 °С и осахаривают 20-30 мин, после чего доводят до кипения и кипятят 20-30 мин.

Перед началом кипячения отварки готовится основной затор из оставшегося солода и ферментных препаратов. Готовую отварку соединяют с солодовым затором и далее процесс затирания ведут аналогично описаному выше.

После этого отварку медленно возвращают в жидкую часть за­тора так, чтобы температура объединенного затора была 61-63 °С, и проводят мальтозную паузу в течение 15-20 мин. Далее затор нагревают до 70-72 °С и выдерживают до полного осахаривания по йодной пробе (15-30 мин). После повышения температуры до 75-77 °С затор передают на фильтрование.

Этот способ наиболее рациональный. В некипяченой части за­тора сохраняются ферменты, которые действуют на всю густую, подвергавшуюся кипячению, часть затора.

Преимущества этого способа: возможность использования благоприятных условий для расщеп­ления белков и крахмала благодаря оптимальным температурным паузам, предварительную клейстеризацию всего крахмала сырья и наиболее эффективное применение ферментов, в результате чего повышается выход экстракта.

Двухотварочный способ позволяет перерабатывать солод различного качества. В заторном аппарате готовят за­тор, выдерживают белковую паузу 15-30 мин при 40-45 °С. Далее в отварочный котел подают 1/3-1/2 затора (густая часть) — пер­вую отварку. Ее медленно подогревают до 61-63 °С, выдерживают 20-30 мин, затем осахаривают 15-30 мин при 70-72 °С, после чего доводят до кипения и кипятят в течение 20-30 мин.

Первую отварку медленно возвращают в основной затор, чтобы повысить температуру до 61-63 °С, и выдерживают мальтозную паузу в течение 15-20 мин. Затем отбирают вторую отварку в количестве 1/3 густой заторной массы, нагревают ее до 70-72 °С, выдерживают 15-20 мин, затем нагревают до кипения и кипятят 7-10 мин. Го­товую отварку медленно перекачивают к основному затору. При этом температура затора поднимается до 70-72 °С и проводится осахаривание крахмала, контролируемое по йодной пробе (обычно 20-30 мин).

При использовании солодов пони­женного качества сроки выдержки при температуре осахаривания могут быть увеличены до полного осахаривания затора, но про­должительность выдержки не должна превышать 1 ч.

После полного осахаривания затор подогревают до 75-77 °С и передают на фильтрование.

При всех способах затирания для интенсификации тепло-, мас-сообменных и ферментативных процессов во время подогрева за­торной массы в аппаратах работают мешалки с большой частотой вращения, при выдержке при различных температурных паузах — с небольшой частотой вращения для предотвращения перехода в раствор высокомолекулярного β-глюкана. Быстро - со скоростью 3,8 м/с - при большом диаметре мешалки с двумя лопастями и при использовании ранее вальцевой дробилки, и 4,3 м/с - при разваривании рисовой сечки и кукурузной муки; медленно - 50 % от скорости быстрой. При температуре выше 55 °С мешалку на температурных паузах, если это возможно, следует выключать или снижать скорость до минимума.

При перекачке отварки в отварочном котле мешалка вращается медленно, а в заторном - быстро. Перекачка затора на фильтрацию должна осуществляется при медленном вращении мешалки, при этом затор перекачивают со скоростью не более 1,5 м/с.

Процессы, происходящие при затирании  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 в 2-3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов — крахмал и белки нерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состоя­ние осуществляется в результате направленного действия ферментов.

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, в силу чего сусло имеет сладкий вкус.

Гидролиз крахмала схематически можно представить в следующем виде: Крахмал → Амилодекстрины → Эритродекстрины → Ахродекстрины → Мальтодекстрины → Мальтоза → Глюкоза.

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. В бродильном производстве термин «осахаривание» 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, но кроме мальтозы в сусле долж­ны содержаться ахро- и мальтодекстрины, которые придают пиву пол­ноту вкуса и повышают его вязкость.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12