Основи пивоваріння 2

Четверта стадія - стадія опадання завитків - характеризується поступовим обпаданням піни, хлопьеобразования дріжджів, зникненням завитків, у результаті чого поверхня сусла покривається тонким шаром коричневої піни, званої покришкою або декою. Обпадання завитків триває дві доби. Екстрактівность зброджуваного сусла знижується на 0,5-0,2% на добу. Осідання дріжджів призводить до припинення бродіння і освітленню пива. Процес головного бродіння вважається закінченим. Отриманий до кінця цієї стадії продукт називають молодим пивом.
Для підтримки температури на оптимальному рівні всередині бродильних апаратів є стаціонарні або переносні змійовики, через які пропускають холодну воду (0,5-1 ^о С) або розсіл.
Технологічні режими головного бродіння Головне бродіння здійснюють у закритих і відкритих циліндричних бродильних апаратах (танках з конічним днищем) з нержавіючої сталі, алюмінію або залізобетону.
Найбільш поширені закриті танки циліндричної форми. У таких бродильних танках вся дека при перекачуванні пива в табірні танки залишається на верхній сферичній частині і стінках. Всі сучасні пивоварні заводи обладнають такими бродильними танками.
Для зручності експлуатації бродильні танки монтують на спеціальних підставках на висоті 50-60 см від рівня підлоги. Бродильні танки трохи нахиляють в сторону спускних отворів, для того щоб пиво повністю стікало з дріжджів, а також для кращого спуску дріжджів і змивних вод.
Заповнення і спорожнення таких апаратів виробляють знизу. Місткість одного бродильного апарату і одного апарату для доброжування підбирають з урахуванням обсягу сусла або молодого пива, отримуваного від одного або двох заторів. Число апаратів визначають залежно від кількості варок на добу і тривалості процесів головного бродіння, доброджування та дозрівання.
Ведення головного бродіння включає такі основні технологічні операції, як наповнення бродильних апаратів суслом, введення в сусло дріжджів, зброджування сусла, перекачування молодого пива на доброджування і відбирання дріжджів. Процес здійснюють періодичним або напівбеззупинним способом.
Охолоджене до необхідної температури бродіння (5-7 ^о С) початкове сусло надходить в бродильний апарат попереднього бродіння. Це необхідно для отримання сусла однорідного складу і поліпшення процесу бродіння за рахунок часткового випадання в осад білків і інших речовин. Після закінчення 20-24 год забродив сусло перекачують в бродильні танки, не чіпаючи утворився на дні чана осад.
У сусло на шляху його проходження вводять дріжджі у вигляді технічно чистої культури або насіннєвих дріжджів з розрахунку 0,4-0,7 дм ³ на 100 дм ³ сусла. Поставлені дріжджі повинні бути свіжими, добре промитими, з приємним запахом, світлими і мати нормальної бродильної здатністю.
Дріжджі надходять в суслопровод під тиском або засмоктуються потоком сусла (тип інжектора).
На багатьох заводах дріжджі з холодним суслом перемішують Монжа шляхом продування стерильним повітрям, або діоксиду вуглецю, або механічним перемішуванням. Розрізняють два режими бродіння: холодна (дріжджі вносять при 5-6 ° С, максимальна температура 8-9 ° С і кінцева 4,5-5,5 ° С) і тепле (дріжджі вносять при 9 ° С, максимальна температура 12-13 ° С і кінцева 6-7 ° С).
Температура при бродінні не повинна підніматися вище встановленої. Необхідно своєчасно встановити момент початку охолодження. Охолодження сусла раніше встановленого терміну викликає ослаблення діяльності дріжджів.
Запізніле охолодження також небажано, тому що при цьому буде зброджено більше екстракту, тому для доброжування і нормального насичення пива діоксиду вуглецю залишиться недостатньо.
Під час головного бродіння виділяється велика кількість СО _2. На багатьох пивоварних заводах, де бродіння ведуть в закритих танках, СО _2, що утворюється при бродінні, збирають і використовують для промислових цілей.
До кінця бродіння дріжджі осідають на дно. Через гіркого смаку осілу піну обов'язково видаляють з поверхні сусла. Освітлилася рідина називається молодим пивом, воно не є товарним продуктом. У ньому, крім етилового спирту і вуглекислого газу, накопичується ряд побічних продуктів, що беруть участь у створенні смаку й аромату. Процес головного бродіння завершується за 7-10 діб (для пива «Жигулівське» - 7 діб).
Для отримання пива доброї якості молоде пиво має бути виброжено так, щоб для процесу доброджування в ньому залишилося близько 1-1,5% зброджуваний вуглеводів.
Показники якості сусла На практиці закінчення головного бродіння визначають по видимому змістом сухих речовин у молодому пиві.
Основним показником, що характеризує закінчення головного бродіння, є ступінь зброджування. Ступенем зброджування V,%, називається кількість збродженого екстракту сусла, виражене у відсотках, до змісту сухих речовин вихідного сусла
V = [(Е - е) • 100] / Е, (4)
де Е - вміст сухих речовин у початковому суслі по сахариметрів,%; вміст сухих речовин у молодому пиві по сахариметрів,%.
Розрізняють позірна (видиме) і дійсний зміст екстракту. Видимий екстракт визначають в продукті при наявності в ньому спирту і вуглекислоти, а дійсний - після видалення останніх за відносної щільності пікнометричним методом.
Величина видимого екстракту зброджуваного сусла і пива завжди менше величини дійсного екстракту, так як сахарометр занурюється в спиртовмісної рідини глибше і відповідно показує величину менше дійсної. Наближено V _д = 0,81 V _{вигляд.}
Для якості готового пива велике значення має досягнення кінцевого ступеня зброджування (вищої видимої ступеня зброджування), яка настає при повному зброджуванні всіх зброджують цукор.
Ступінь зброджування готового пива повинна наближатися до кінцевої ступеня зброджування, так як при утриманні цукрів у ньому легко розвиваються дріжджі і бактерії. Крім того, високий вміст незбродженого цукру обумовлює слабкість пива, що для більшості сортів пива небажано.
Три ступені зброджування (кінцева, молодого і готового до випуску пива) повинні знаходитися в певному співвідношенні між собою. Видима ступінь зброджування молодого пива повинна бути на 10-15% менше ступеня зброджування готового пива, а ступінь зброджування готового пива при розливі - менше кінцевого ступеня зброджування на 3-5%.
Перекачується в відділення доброджування молоде пиво повинно містити певну кількість зброджуваного екстракту (близько 1%), щоб під час доброжування досягалося нормальне насичення пива діоксидом вуглецю.
Для біологічної стійкості одержуваного пива велике значення має різниця між кінцевою ступенем зброджування і ступенем зброджування пива. Якщо між ними буде велика різниця, то мікроорганізми (дріжджі і бактерії) знаходять в розлитому пиві зброджуваний речовини і розмножуються в ньому, викликаючи помутніння. При наближенні ступеня зброджування до вищої межі виходить більш стійке пиво.
Про протіканні головного бродіння можна судити з накопичення основного продукту бродіння - спирту і виділенню діоксиду вуглецю, але у виробництві з цією метою визначають спад екстрактивних речовин в сбраживаемой суслі.
Дані про зброджуванні екстракту і накопиченні спирту в ході головного бродіння наведені в таблиці 8.
Таблиця 8 - Зміна основних показників сусла під час головного бродіння

Дні	Видимий екстракт по	Вміст,%		Ступінь зброджування,%
бродіння	сахариметрів,%	дійсного екстракту	алкоголю	видима	дійсна
До бродіння	11,2	-	-	-	-
1	11,0	11,07	0,11	2,2	0,7
2	10,1	10,45	0,47	10,2	7,1
3	8,8	9,41	0,99	21,8	16,4
4	7,1	7,85	1,67	34,9	30,2
5	5,6	6,65	2,27	50,2	40,9
6	4,9	6,08	2,56	58,4	45,9
7	4,6	5,83	2,68	59,1	48,2
8	4,5	5,75	2,72	60,0	48,9

Головне бродіння вважається закінченим, якщо відбулося освітлення молодого пива, а за добу зброджено 0,15-0,2% екстракту сусла.
Більш точно закінчення головного бродіння встановлюють після досягнення необхідного видимого екстракту, що визначається у молодому пиві по сахариметрів. Тривалість головного бродіння залежить від екстрактивності сусла і температури бродіння. При холодному способі тривалість бродіння сусла з екстрактивністю 11-13% становить 7-8 добу, 14-20% - 9-12 діб.
Дображі вання пива Воно сприяє остаточному формуванню споживчих достоїнств пива. Для цієї операції молоде пиво перекачують в герметично закриваються металеві танки табірного цеху, внутрішня поверхня яких покрита спеціальним лаком.
При дозріванні пива відбуваються різні окислювально-відновні реакції, в результаті яких зникають характерні для молодого пива присмак дріжджів і хмельова гіркота (відбувається коагуляція хмельова смол). Смак пива стає м'якше, ніжніше. У результаті дображивания залишкового екстракту дещо зростає міцність пива і відбувається його очищення.
При доброжуванні і витримці пива в основному протікають ті ж процеси, що і при головному бродінні, але більш повільно. Зменшення швидкості біохімічних процесів обумовлено в основному більш низькою температурою і меншою кількістю дріжджових клітин в одиниці об'єму зброджуваного продукту, так як основна маса дріжджів видаляється з нього після закінчення головного бродіння.
У міру дображивания окислювально-відновний потенціал пива знижується: через 2-3 тижнів дображивания гН ₂ пива з 22 знижується до 10-11. У цей період відбуваються внутрішньомолекулярної окислення багатьох нестійких речовин та освіта тонкої окисної каламуті, важко видаляється методом фільтрування. Тому прагнуть видалити цю каламуть природним шляхом, тобто висвітленням. Освітлення є другою фазою доброджування та витримки пива і полягає в тому, що осідають дріжджі сорбують білкову каламуть і інші суспензії, захоплюючи їх на дно табірного танка.
Мета доброджування - карбонізація пива, тобто насичення пива СО ₂ - найважливішої складовою частиною пива, що надає пиву приємний і освіжаючий смак, сприяє піноутворення, охороняє пиво від зіткнення з киснем повітря, служить консервантом, пригнічуючи розвиток сторонніх і шкідливих мікроорганізмів.
Молоде пиво після головного бродіння містить близько 0,2% розчиненої вуглекислоти, а готове пиво - не менше 0,35-0,40%.
При доброжуванні пиво освітлюється. Це обумовлено випаданням в осад дріжджів, які адсорбують на собі білкову каламуть і інші суспензії. Також відбуваються коагуляція і осадження хмельова смол, білкових і дубильних речовин.
Взаємодія різних первинних і вторинних продуктів головного і побічних процесів призводить до утворення нових речовин, що обумовлюють смак і аромат зрілого пива.
Молоде пиво надходить по півопроводу в апарат для доброжування самопливом або подається відцентровим насосом, якщо бродильне відділення знаходиться на одному рівні з відділенням доброджування пива.
Наповнення апаратів проводиться тільки знизу. Завдяки цьому утворюється менше піни і втрачається мало діоксиду вуглецю. До половини обсягу апарати заповнюють швидко, а потім внаслідок утворення піни наповнення виробляють з перервою і після майже повного заповнення злегка шпунт.
Апарати заповнюють поступово, у кілька прийомів протягом 1-2 діб. При цьому молоде пиво розподіляють рівномірно відразу в декілька апаратів для доброжування. Молоде пиво наступних чергових варок розподіляють по тим же апаратів. Такий метод заповнення дозволяє вирівнювати якість пива, отримувати більш однорідний за смаком, кольором і хімічним складом продукт. Однак протягом 2 діб апарат повинен бути: в незаповненому апараті підвищується небезпека інфікування пива і створюються несприятливі умови для насичення пива діоксидом вуглецю внаслідок його випаровування.
Апарати для доброжування наповнюють на 0,98-0,96 їх місткості, залишаючи 0,02-0,04 місткості незаповненою (газовий простір).
При заповненні апаратів пивом шпунтове отвір злегка закривають і залишають у такому вигляді до шпонтована.
Під шпонтована розуміють підтримку певного надлишкового тиску, під яким повинен розміщуватися доброджують пиво. Прилад, що підтримує заданий тиск в апараті для доброжування і видаляє з нього надлишок діоксиду вуглецю в приміщення, називають шпунтаппаратом.
Шпонтована заповнених апаратів виробляють через кілька днів (1-3) після заповнення, коли все повітря, що знаходиться над поверхнею пива, буде витіснений діоксидом вуглецю, що утворюється в ході доброджування, і таким чином створяться повністю анаеробні умови. При негайному шпонтована над пивом ще залишається велика кількість повітря, що при підвищеному тиску буде розчинятися в пиві, а що міститься в ньому кисень надавати несприятливо »вплив на процеси дозрівання пива.
До шпунтової штуцера апарату приєднують шпунтаппарат, який відрегульований на певний надлишковий тиск (від 0,03 до 0,06 МПа) в залежності від температури доброжування і міцності апарату. При низькій температурі шпунтаппарат встановлюють на більш низький тиск, а при підвищеній температурі і найбільш короткому терміні доброджування пива - на більш високу. Показання шпунтаппарата залежать від виділення діоксиду вуглецю, що характеризує інтенсивність зброджування залишкового екстракту.
У ході дображивания спостерігають за тиском в апаратах, висвітленням пива і температурою у відділенні доброджування. При нормальних умовах дображивания оптимальне шпунтове тиск досягається через 6-10 діб. Якщо дображивание протікає повільно, мляво, то в доброджують пиво з бродильного апарату вводять 5% пива, що знаходиться в початковій стадії високих завитків і містить велику кількість зброджують цукор і енергійно бродять дріжджів.
Дображивание пива проводять при температурі від 0 до 2 ° С протягом 11-100 на добу, залежно від сорту. Тривалість доброджування становить 21 діб для пива «Жигулівське» і 90 добу для пива «Портер».
За 1-2 діб до закінчення встановленого строку дозрівання відбирають проби з апаратів, призначених до розливу, і визначають хімічні показники пива, що характеризують його якість (вміст алкоголю, диацетила, кислотність, кольоровість та інших) а також видиму і дійсну ступеня зброджування. Якщо пиво за хімічними показниками відповідає вимогам стандарту, то виробнича лабораторія видає паспорт і дає дозвіл на його розлив. За наявності яких-небудь відхилень пиво залишають у відділенні доброжування для подальшого дозрівання або відповідної обробки.
Контрольні питання.
1. Які біологічні, біохімічні і фізико-хімічні процеси відбуваються при головному бродінні?
2. У чому полягає підготовка чистої культури дріжджів до бродіння?
3. Що таке насіннєві дріжджі?
4. Як доцільно проводити стадію головного бродіння?
5. Які особливості стадії доброджування пива?
6. За рахунок чого молоде пиво перетворюється у смачний і ароматний напій?

4 освітлення і розлив пива
Освітлення пива Для надання товарного виду пива і бажаної прозорості після доброжування і дозрівання його освітлюють за допомогою сепарування або фільтрування. Фільтрацію передбачають для підвищення термінів реалізації, тому що при довгому зберіганні знаходяться в нефільтроване пиво дріжджі (а саме вони служать накопичувачами біологічно активних речовин - біотину та ін) продовжують накопичувати біомасу. У силу цього пиво стає непрозорим, на дні з'являється сіруватий осад, змінюється аромат пива. У кінцевому рахунку пиво втрачає свій естетичний вигляд.
Щоб запобігти цьому, пиво піддають очищенню від дріжджів за допомогою фільтрації. При цьому напій частково втрачає вуглекислоту і частина сухих речовин. Але після фільтрування в пиві залишаються вітаміни і ферменти, що покращують самопочуття і травлення. Фільтроване пиво називають «живим» через властивості позитивно впливати на обмін речовин. «Живе» пиво зберігають при температурі 10-12 ^о С. Термін його реалізації до 30 діб.
Попередня фільтрація пива здійснюється на кізельгурових фільтрах з горизонтальними елементами. При цьому з пива видаляють перебувають у завислому стані дріжджові клітини, білкові та поліфенольні речовини, хмелеві смоли, солі важких металів і різні мікроорганізми.
В якості фільтруючого шару в цих фільтрах застосовується кизельгур, що представляє собою тонкий порошок вапнякового походження. Залежно від вживаної марки кизельгуру можна забезпечити необхідну ступінь фільтрації.
Остаточне стерильне фільтрування (холодна фільтрація) здійснюється на пластинчастих фільтрах, де витратним матеріалом є фільтр-картон. Це необхідно для додання прозорості, блиску, а також підвищення стійкості при зберіганні.
У процесі освітлення пиво втрачає значну частину діоксиду вуглецю, тому допускається додаткова його карбонізація перед розливом шляхом продувки через пиво діоксиду вуглецю. Подальша витримка складає 4-8 (до 12 год) для асиміляції вуглекислоти.
Потім пиво направляють на розлив.
Розлив пива Характерна для пивних заводів висока продуктивність пред'являє особливі вимоги до обладнання ліній розливу. Всі частини лінії повинні чітко взаємодіяти, забезпечуючи безупинну роботу. Оптимальним рішенням є об'єднання в одному автоматі блоків, що виконують різні функції. Моноблоки SRT серії «Ополіскувач - розлив - закупорювання», наприклад, розроблені і вироблені в Італії компанією ФРУКТОНАД ГРУП, відповідають всім вимогам, що пред'являються до ліній розливу пива. Основні переваги моноблоків цієї серії - це компактність, синхронізація, гнучкість і економічна ефективність.
Пиво - живий продукт. Тому воно вимагає високої культури виробництва та технологічної дисципліни. Що ж стосується обладнання для розливу пива, то якість його виконання має забезпечувати мікробіологічну чистоту і можливість швидкої і якісної промивки та дезінфекції. Усі моделі моноблоків SRT з одинарним або подвійним вакуумуванням виготовлені з нержавіючої сталі 304 і 316, сталевих сплавів і допущених органами держсанепіднагляду до контакту з харчовими продуктами пластичних матеріалів, які роблять мийку, стерилізацію та експлуатацію легкого і швидкого та гарантують тривалий термін служби.
Крім того, завдяки видаленню повітря з пляшок потенційне забруднення суттєво зменшено. Виробники пива оцінили переваги використання моноблоків. Обладнання оснащується унікальною системою підвищення стійкості пива в PET пляшках за рахунок видалення повітря з них за допомогою регульованого вакууму. Дана система дозволяє збільшити до півтора разу стійкість пива в PET пляшках.
Пиво, пляшковий квас, а також мінеральні води містять діоксид вуглецю, тому їх розливають під деяким надлишковим тиском і без перепадів тиску - изобарических. Для цього в тарі (пляшці, бочці, автоцистерні) спочатку створюють тиск, рівний тому, під яким знаходиться розливається рідина, а потім приступають до наповнення тари напоєм. Температура пива при розливі не повинна перевищувати 3 ° С.
Пиво розливають за рівнем в автоматах Р-3, Р-6 і РУ-12 і ін відповідно продуктивністю 3300, 6600 і 13000 пляшок / год Пляшки, в які надходить пиво або безалкогольні газовані напої під надлишковим тиском 0,05-0,3 МПа, укупоривают сталевими ковпачками з пружною пробкою або синтетичної прокладкою. Для цієї мети використовують укупорочні автомати, наприклад У6-А продуктивністю 6000 пляшок / год
Втрати пива при фільтруванні становлять 1,55%, при розливі в пляшки - 2, в бочки - 0,5, при безтарного перевезення - 0,33%.
Пиво розливають у дерев'яні та металеві бочки, автотермоцістерни і пляшки. Застосовують також нові полімерні пляшки місткістю 1,5 і 2 дм ^3. Недолік полімерної тари - її низька терморезистентності.
Найбільш поширені бочки місткістю 50 і 100 дм ³ та металеві бочки типу кег - місткістю 20 і 30 дм ^3. Також пиво розливають в алюмінієві банки по 0,33 дм ³ та 0,5 дм ^3.
Напої, фасовані в пластмасову тару, можуть бути пастеризоване або в потоці перед розливом, або в автоклаві та установках з протитиском. Внаслідок високої термолабильности тари необхідно точно дотримуватися температурного режиму, щоб не допустити її деформації і розривів. При мікрохвильової пастеризації нагрівається тільки продукт, а температура матеріалу тари підвищується лише за рахунок теплопередачі. Тим самим зменшується температура тари і знижується ймовірність її деформації.
Поруч фірм розроблені полімерні матеріали, призначені для виробництва упаковок, що обробляються в мікрохвильових установках. У Великобританії, наприклад, опублікований огляд стану справ на ринку високобар'єрні полімерної тари для харчових продуктів, що готуються в мікрохвильових печах. Найбільш поширений поліпропілен в поєднанні з сополімерами етилену (вінілового спирту або полівініліденхлоріда).
Фірма CONTINENTAL CAN (США) випустила систему TEDEPLAST на основі поліпропілену і матеріалів, що володіють бар'єрними властивостями. Система призначена для стерилізованих харчових продуктів, що обробляються в мікрохвильових установках. Матеріал відрізняється високою теплостійкістю і міцністю, з нього можна виготовити тару з будь-якою укупоркой.
Розлив пива передбачає проведення наступних операцій: підготовка скляної тари і ящиків, мийка тари; розлив пива в тару; закупорювання пляшок; бракераж; наклейка етикеток; укладання пляшок.
Розливають готове пиво на механізованих і повністю автоматизованих лініях у пляшки з помаранчевого та темно-зеленого скла місткістю 0,33 та 05 дм ³ або в дубові, букові та алюмінієві бочки по 50, 100 і 150 дм ^3. В даний час на основі проведеного конкурсу для пивобезалкогольної продукції рекомендовані пляшки типу «Євро», що витримують внутрішній тиск до 8 кгс / см ^2, що дозволяє випускати напої з великим вмістом вуглекислоти. Наповнені пивом пляшки герметизують кронен - ​​пробками. Для додання стійкості при зберіганні пиво пастеризують в пляшках при температурі б5-70 ° С протягом 20-30 хв або в потоці, використовуючи пластинчасті теплообмінники.
Перед випуском в торговельну мережу пляшки з пивом обробляють, з одного боку, для того, щоб поліпшити їх зовнішній вигляд, оскільки сама пляшка мало приваблива з естетичної точки зору, і з іншого - для того, щоб було зазначено вміст пляшки і його завод-виробник . Пляшки повинні бути зовні чисті і блискучі, без сірого нальоту від споліскують вод, що мають високу карбонатну жорсткість і при остаточному зрошенні водою повинні бути вимиті від залишків пива на їх поверхні.
Важливою частиною виробництва є оформлення пляшок. Широко застосовуються високоточні етікетавтомати для нанесення всіх видів етикеток продуктивністю до 50000 пляшок / год
Етикетки містять інформацію про товарний знак, найменування підприємства-виробника та його підпорядкованості, місткості пляшки, дату розливу і позначенні стандарту. Пастеризоване пиво має на етикетці додатковий напис «Пастеризоване». Шийка пляшок з оригінальними сортами пива обгортають фольгою.
Для транспортування і тимчасового зберігання в роздрібній мережі пляшки з пивом укладають у дощаті і металеві ящики, в металеві корзини, а також ящики з гофрованого картону або полімерних матеріалів. Пиво має бути захищене від дії світла та морозу. У торгові точки, обладнані стаціонарними резервуарами, або на бази розливу пиво перевозять в автоцистернах.
У маркуванні ящиків, бочок і цистерн вказують найменування заводу-виготовлювача, назву пива та інші відомості, передбачені стандартами.
Пастеризація пива Пиво пастеризують для збільшення біологічної стійкості, більш повного звільнення його від дріжджів та інших мікроорганізмів. Однак пастеризацією не забезпечується стерильність пива, для досягнення якої необхідна більш висока температура.
Пиво, розлите у пляшки і банки, повинно містити масову частку діоксиду вуглецю не менше 0,4%. Присутність кисню повітря в шийці пляшки підвищує схильність пива до утворення фізико-хімічних помутнінь.
При пастеризації зростає внутрішній тиск у пляшці, що призводить до її розриву. Тому пляшки після розливу повинні мати вільний простір в шийці в межах 3-4%.
Режим пастеризації залежить від сорту та типу пива, застосовуваної тари і повинен встановлюватися в залежності від умов його виробництва та подальшого зберігання.
У тому випадку, якщо потрібно отримати пиво особливо високої біологічної стійкості, його пастеризують в пляшках і банках, знищуючи при цьому клітини дріжджів або бактерії, які виявляють свою дію при певних умовах. Пиво при цьому підігрівають до 63-65 ° С і витримують 20-25 хв.
Пастеризація може негативно впливати на колоїдну стабільність пива. Також після пастеризації при порівняно високих температурах (75-76 ° С) у багатьох випадках виявляється пастеризаційної (хлібний) присмак.
Для пастеризації пива застосовують тунельні і пластинчасті пастеризатори.
Завдяки зберігання продукту і незмінність його якості, якого у результаті пастеризації, можна підтримувати кількість виробленої продукції на постійному рівні, і тим самим вирівнювати і задовольняти сезонно зумовлені коливання попиту.
Контрольні питання.
1. Яке призначення освітлення пива після дображивания?
2. Для чого необхідна карбонізація пива?
3. Яка тара й устаткування застосовується для розливу пива?
4. Який режим необхідний для пастеризації пива?

5 ЗБЕРІГАННЯ ПИВА
Процеси, що відбуваються в пиві при зберіганні Пиво - це складна система, в якій велика частина екстрактивних речовин є у вигляді колоїдних розчинів. Тільки невелика частина екстрактивних речовин пива утворює справжні (молекулярні) розчини.
Хоча якість пива в значній мірі залежить від хімічного складу, багато його властивості пов'язані з фізико-хімічним складом. При доброжуванні і витримці всі основні показники пива вирівнюються. Колоїдна система теж знаходиться в рівновазі. Проте ця рівновага нестійка і легко порушується. При старінні колоїдів, денатурації білків і виникненні адсорбційних сполук колоїдне рівновагу повільно, але постійно зміщується. При цьому колоїдні частинки поступово збільшуються, поки не утворюється видима опалесценція, а потім помутніння і в кінці осад.
Крім того, рівновага порушується при високій температурі, окисленні, присутності слідів важких металів. Від цього страждає смак і пенистость пива.
Характерно і з точки зору деяких основних властивостей пива важливо, щоб пиво завжди постачали неповністю зброджених. Ступінь зброджування випускається пива більш-менш наближається до кінцевої ступеня зброджування, однак повне зброджування могло б негативно вплинути на смакові властивості пива. І навпаки, пиво, яке випускається глибоко зброджених, містить менше зброджуваний речовин і в певних межах має більш високу біологічну стійкість.
У стандартах для кожного сорту пива вказують гарантований термін, протягом якого воно повинне зберігати свої споживчі гідності, тобто стійкість пива в добі. Зберігати пиво слід при температурі не вище 12 ° С і не нижче 2 ° С у неосвітлених приміщеннях. У цих умовах стійкість непастеризованого пива коливається від 3 діб (Оксамитове) до 17 (Портер).
Гарантований термін зберігання пастеризованого пива, приготованого з застосуванням стабілізаторів - 3 місяці, без застосування стабілізаторів - 1 місяць з дня розливу.
Під стійкістю розуміють число діб, протягом яких у пиві не спостерігаються появи помутніння і осаду. Для визначення стійкості пляшки з пивом поміщають у термостат при температурі 20 ° С і щодня спостерігають за зміною прозорості.
Стійкість непастеризованого пива називають біологічної. Помутніння непастеризованого пива найчастіше викликається розвитком мікроорганізмів, пастеризоване - старінням колоїдної системи, укрупненням колоїдних частинок.
Стійкість пастеризованого пива називають фізико-хімічної або колоїдно-білкової стійкістю. Вона характеризує опірність пива зовнішніх впливів: підвищеній температурі зберігання, охолодження, струсу при транспортуванні. Колоїдна стійкість пива залежить від вмісту в ньому високомолекулярних білків. Наявністю цих речовин визначаються характерні властивості і багато дефекти пива. В освіті помутнінь пастеризованого пива беруть участь і інші колоїдні речовини - некрохмалисті полісахариди.
Зміст високомолекулярних білків у пиві в основному залежить від якості вихідного ячменю і ступеня розпушення його при солодження. При великому змісті високомолекулярних білків стійкість пива знижується, воно легко каламутніє, особливо при підвищеній температурі зберігання і при значній кількості повітря в пиві.
Дефекти пива і його стійкість у процесі зберігання
Дефекти смаку, пов'язані з порушенням технології Неприємний гіркий і терпкий смак найчастіше має пиво, отримане на основі жорсткої карбонатної води, сильно лужної води, а також при пом'якшенні перекальцінірованной води. У цьому випадку пиво має також більш інтенсивний колір.
Часто причиною неприємної гіркоти пива буває недостатнє осадження і видалення гірких суспензій на тарілкові холодильниках або в відстійно-холодильних чанах і в процесі головного бродіння, або неправильний з'їм бродильних грудня. Горьким буває пиво з погано розчиненого солоду.
Іншою причиною гіркого смаку пива є окислення. Воно може мати місце в ході технологічного процесу або при розливі готового пива в транспортну тару. У пиві в пляшках причиною цього буває високий вміст кисню повітря в шийці пляшки, який, негативно впливає на смак і колоїдну стабільність пива, головним чином при пастеризації.
Досить рідко причиною гіркого смаку буває неправильна дозування хмелю чи переробка влежаного хмелю.
Терпкий або пригорілий присмак темного пива походить від неякісного кольорового солоду або з карамелі невідповідного якості і т. д.
Вважають, що кислий присмак зустрічається у пива при веденні головного бродіння та доброджування при підвищеній температурі і у пива молодого, невитриманим. Крім того, кілька разів використані дріжджі, дегеріровавшіе і частково зазнали автолизу, зберігаються при високих температурах під водою, можуть стати причиною дріжджового присмаку. Дріжджовий присмак може мати пиво з великою добавкою завитків.
Незрілий смак має пиво, яке доброджують короткий час або повільно. Причиною незрілого смаку пива є, з одного боку, присутність меркаптанів та деяких альдегідів і, з іншого - присутність летючих сірчистих сполук, наприклад, сірководню і двоокису сірки, які утворюються при головному бродінні. При холодному і досить тривалому доброжуванні ці летючі речовини видаляються з вуглекислим газом, які виходять через шпунтаппарат. У молодого пива цей процес протікає лише частково і пива зберігає «незрілий» смак.
Підвальний присмак - це різні відхилення від нормального чистого смаку, які зустрічаються у пива деяких заводів у зв'язку з яким-небудь виробничим недоліком. Найчастіше причинами бувають різні відхилення в чистоті виробничого обладнання або середовища. Досить рідко причиною буває постійна помилка в технологічних операціях.
Різні присмаки можуть виникнути також при переробці неякісної сировини (солоду або хмелю).
Порожній смак має пиво з низьким вмістом спирту, тобто недостатньо сброженное, пиво з сусла з високим вмістом декстринів та низької кінцевої ступенем зброджування. Порожній смак іноді зустрічається також у пива з перешпунтованного або у пива з перерастворенного солоду, він може з'явитися також у результаті надмірного розщеплення білків при затирання, зайвого окислення, наприклад, у відстійно-холодильному чані, і при занадто різкою фільтрації.
Пастеризаційної (хлібний) присмак має майже всі пастеризоване пиво. Його інтенсивність різна і зростає з температурою і часом, протягом якого діє температура пастеризації. Тому прагнуть досягти необхідного дії пастеризації при можливо низькій температурі, що дає ефект пастеризації і за короткий час. При пастеризації з'являється також окислення пива киснем повітря з шийки пляшки. При цьому утворюється кислий присмак, який з'являється також і в непастеризованном пиві через певний час зберігання його. Причиною кислого присмаку вважається фенілаланін; при його окисленні утворюється фенілоцтової кислота, яка етеріфіціруется.
Темне пиво менш зброджено і тому має більш низький вміст спирту.
Крім етилового спирту і вуглекислого газу пиво містить невелику кількість летючих вищих спиртів, альдегідів, органічних кислот, ефірів та інших речовин. Також пиво містить повітря, який через вміст кисню є компонентом шкідливим та небажаним. В якості побічного продукту бродіння в пиві завжди міститься гліцерин, який нелетких, і тому вважається складовою частиною екстракту.
Вміст вуглекислого газу коливається звичайно від 0,35 до 0,40, найбільше до 0,45 мас. %. Вуглекислий газ є характерним і з точки зору якості дуже важливим компонентом пива. Пиво, правильно насичене вуглекислим газом, має свіжий смак і є освіжаючим напоєм.
Той факт, що вуглекислий газ виділяється з пива досить повільно і дрібними бульбашками, пояснюється в класичній літературі його часткової адсорбцією на колоїдних речовинах. Передбачається, що чим краще вуглекислий газ у пиві «пов'язаний», тим повільніше він звільняється і тим менших розмірів утворюються бульбашки. 98-99% всього вуглекислого газу присутній в пиві у вигляді вільного вуглекислого газу (СО _2), фізично розчиненого, а що залишилися 1-2% у вигляді вугільної кислоти (Н ₂ СО _3).
З інших летючих речовин пива кількісно переважають вищі спирти. Вони беруть участь в смаку і ароматі пива. На освіту вищих спиртів впливає ряд технологічних факторів: використовуваний солод повинен бути добре розчинений, сусло, особливо якщо воно призначене для швидкого бродіння, має містити достатньо низькомолекулярних азотистих речовин, інакше утворюється зайва кількість вищих спиртів.
Освіта вищих спиртів підвищує надмірне аерування сусла перед попередніми бродінням або після нього. При переробці замінників солоду в суслі змінюється ставлення цукрів до білків і тим самим можуть створитися умови для підвищеного утворення вищих спиртів. У цьому напрямку особливий вплив грає добавка сахарози.
З альдегідів, як компонент пива, є ацетальдегід, зміст якого коливається близько 5 мг / л. Він утворюється найінтенсивніше на початку головного бродіння.
До особливих компонентів пива можна віднести діацетил. Він утворюється в пиві, з одного боку, при головному бродінні як побічний продукт. Негативний вплив на смак приписують головним чином діацетилену і ацетоіну.
З летючих органічних кислот була виявлена ​​оцтова кислота (близько 130 мг / л) і мурашина (близько 20 мг / л).
Нарешті, пиво містить невелику кількість сірчистих сполук. Це перш за все від 2 до 16 мг / л двоокису сірки. Сірчисті з'єднання з точки зору смакового значення теж знаходяться в центрі уваги. Мова йде головним чином про сірководні, двоокису сірки і меркаптанів, які мають негативний вплив на смак пива у зв'язку спостерігається іноді хлібним присмаком або присмаком зеленого пива і дріжджів. Для зниження впливу цих сполук на смак пива рекомендується хоча б частину сусла аерувати гарячим і ретельно усувати грубі і тонкі суспензії з сусла.
До летючим компонентами пива відносяться також складні ефіри, які утворюються переважно зі спиртів і кислот. Крім фруктового запаху пива високому вмісту ефірів наказують грубе враження, яке залишається після пиття пива.
Значна частина екстрактивних речовин пива знаходиться в колоїдному стані, обумовлюючи повноту смаку. Кількість і стійкість піни, утвореної вуглекислотою, залежить від складу екстракту і головним чином від вмісту в ньому поверхнево-активних речовин - білків, альбумоз, хмельова смол і кислот, вищих спиртів, складних ефірів, гумміобразних сполук.
Екстрактівность пива в залежності від концентрації початкового сусла і ступеня зброджування коливається від 3 до 10%. Екстракт пива є залишком незброджені речовин плюс певну кількість органічних речовин, що перейшли в пиво з дріжджів під час головного бродіння та доброджування.
Залежно від виду пива (екстрактівность вихідного сусла) і ступеня зброджування готове пиво містить від 2,5 до 5% екстрактивних речовин, серед яких переважають цукориди (80-85%). Наступними компонентами є в порядку заміщення азотисті речовини (від 6 до 9%), гліцерин (5-7%), мінеральні речовини (3-4%), гіркі речовини, дубильні і фарбувальні речовини (2-3%), органічні (нелетючі ) кислоти (0,7-1%) і незначна кількість вітамінів.
Серед сахаридов в пиві переважають декстрини (від 60 до 75%), наступними компонентами є моносахариди, найпростіші олігосахариди (від 20 до 30%) і пентозани (6-8%). Пентозани відбуваються із солоду, в якому вони утворюються шляхом ферментативного гідролізу геміцелюлози при солодження. Декстрини, що містяться в пиві, є продуктами неповного гідролізу солодового крохмалю, каталізувати α-амилазой солоду.
У пиві міститься пивний екстракт як зброджуваний, так і несбражіваемий. Крім того, з вуглеводів в пиві знаходяться гуммівещества, пентозани і продукти карамелізації вуглеводів.
Значну частину екстракту (близько 8-10%) становлять азотисті речовини: білки, альбумоз, пептони, аміди, амінокислоти, аміачні солі. Їх зміст в екстракті дуже коливається. Вони розподіляються по окремих групах приблизно наступним чином (у%): білків 20-30, альбумоз і пептонов 40-50 і кінцевих продуктів розщеплення (поліпептидів, амінокислот, аміачного азоту) 20-30.
Деяка кількість азоту (приблизно 10%) входить до складу меланоидинов, холіну та інших речовин. Азотисті речовини впливають на смак і пінявості пива і на його небіологічних стійкість. Азотисті речовини в пиві - це гідратовані колоїди. При старінні, денатуровані та освіті адсорбційних сполук порушується їхня рівновага і колоїдні частинки збільшуються.
Ступінь дисперсії колоїдних частинок та їх склад змінюють смакові властивості готового продукту. Найважливішою групою колоїдних речовин у всіх ступенях дисперсності є високомолекулярні білки - альбуміни та глобуліни.
Нижчі продукти розпаду білкових речовин - прості пептиди і амінокислоти - утворюють Меланоїдіни, що впливають на смак і колір готового пива.
Вміст у пиві поліфенольних (дубильних) речовин, гірких речовин (ізогумулонов) і барвників складає 2-3% від екстракту. З усіх дубильних речовин (150-300 мг / л) 2 / 3 походять з солоду і 1 / 3 з хмелю. Дубильні речовини надають певний вплив на смак пива. Однак більш важливо їх вплив на небіологічних активність пива.
Крім дубильних речовин, у групі поліфенолів широко представлені антоціаногени, яким властиве найбільший вплив на освіту колоїдних помутнінь в пиві. Це речовини, що містять катехіни і з'єднання, подібні лігніну. Речовини цього типу разом з флавинів і каротиноїдами є одночасно барвниками. Основну групу пивних барвників становлять Меланоїдіни, які утворюються при сушінні солоду. Далі в якості барвників діють флобафени, що утворюються при окислюванні дубильних речовин.
Впливають на смак дубильні речовини оболонки - поліфеноли, поліфенолдерівати. Вони при окисленні надають дратівливо гіркий тон смаку пива.
Наступним компонентом екстракту пива є гіркі речовини. Вони виходять з хмелю і лише невелика кількість їх відбувається з солодовою оболонки. Певне значення має процес варіння з хмелем, інтенсивність кип'ятіння і рН сусла.
Екстракт пива містить ряд органічних нелетких кислот. Утворилися в солоді і перейшли в сусло органічні кислоти - оцтова, пропіонова, виннокаменная, щавлева, молочна та інші - підвищують буферність і надають м'який, легкий, кислуватий смак, який не повинен сильно виділятися.
Хімічний склад пива залежить головним чином від концентрації початкового сусла, величина якого для кожного сорту пива встановлюється стандартом.
Поряд з хімічним складом потрібно враховувати і фізико-хімічний стан складових речовин пива, яке для багатьох його властивостей має вирішальне значення.
Декстрини, пентозани, складні азотисті речовини, хмелеві смоли, дубильні і фарбувальні речовини перебувають у колоїдному стані і мають електричний заряд. Смак, повнота смаку, пенистость і стійкість пива залежать здебільшого від величини або складу цих міцел. Мінеральні речовини і кислоти знаходяться в пиві здебільшого у вигляді іонів, які адсорбуються на колоїдах і впливають на їх електричний заряд і гідратацію. У цьому відношенні Н ^+-іони відіграють дуже важливу роль.
1.2 Солод і несоложеним сировину
Солод Солод - це основа майбутнього пива. Солод виготовляють з пророщеного і потім висушеного при певних умовах ячменю. Найбільш важливими вимогами до ячменю, що використовується для солодоращения, є хороша прорастаемость зерна (90-95%), достатня крупність і вирівняність, невисока Пленчатость (не більше 10% маси зерна), помірне вміст білка (не нижче 8 і не більше 12%) і високий вміст крохмалю (до 65%). Від якості та складу ячменю значною мірою залежать споживчі переваги і стійкість пива при зберіганні.
При сушінні солоду передбачається зниження вологості і надання солоду специфічного смаку, кольору і аромату. Паростки, надають пиву неприємний смак, при сушінні стають крихкими і легко віддаляються. Частина високомолекулярних білків при сушінні згортається, що надалі полегшує процес освітлення сусла і пива. Сушіння відбувається в спеціальних апаратах - солодосушілках.
Різновид ячменю, режими сушіння солоду (тривалість пророщування і температура) впливає на смак пива. Існують також пшеничний, житній і інші види солоду.
При пророщуванні утворюються ферменти, які здатні перетворити крохмаль, що міститься в зерні, в солодовий цукор - мальтозу.
За способом приготування розрізняють такі типи ячмінного солоду: світлий, темний, карамельний і палений. Залежно від якості світлий солод ділять на три класи: високої якості, перший і другий. За якістю карамельний солод ділять на два класи: перший і другий.
Темний, карамельний і палений солод іноді називають спеціальним солодом, який використовується для приготування темних сортів пива. Ці види солоду визначають характерний рубіновий колір, приємний ячмінно-солодовий смак і аромат пива.
За органолептичними показниками світлий і темний солод повинен відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 3.

Таблиця 3 - Органолептичні показники солоду

Найменування показника	Характеристики світлого і темного солоду
Зовнішній вигляд	Однорідна зернова маса, яка не містить пліснявих зерен і зернових шкідників
Колір	Від світло жовтого до жовтого. Не допускаються тону зеленуваті і темні, зумовлені цвіллю
Запах	Солодовий, більш концентрований біля темного солоду. Не допускаються кислий, запах цвілі та ін
Смак	Солодовий, солодкуватий. Не допускається сторонній присмак

За фізико-хімічними показниками світлий і темний солод повинен відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 4.
Таблиця 4 - Фізико-хімічні показники солоду

Найменування	Норма для типів солоду
показника	Світлого			Темного
	Високої якості	I класу	II класу
Прохід через сито (2,2 x20) мм,%, не більше	3,0	5,0	8,0	8,0
Масова частка смітної домішки,%, не більше	Не допускається	0,3	0,5	0,3
Кількість зерен,% борошнистих, не менш	85,0	80,0	80,0	90,0
склоподібних, не більше	3,0	5,0	10,0	5,0
темних, не більше	Не допускається	Не до-пускається	4,0	10,0
Масова частка вологи (вологість),%, не більше	4,5	5,0	6,0	5,0
Масова частка екстракту в сухій речовині солоду тонкого помелу,%, не менше	79,0	78,0	76,0	74,0
Різниця масових часток екстрактів в сухій речовині солоду тонкого і грубого помолов,%	Не більше 1,5	1,6-2,5	Не більше 4,0	-
Масова частка білкових речовин в сухій речовині солоду,%, не більше	11,5	11,5	12,0	-
Відношення масової частки розчинного білка до масовій частці білкових речовин в сухій речовині солоду (число Кольбаха),%	39-41	-	-	-
Тривалість оцукрювання, хв, не більше	15	20	25	-
Лабораторне сусло
Колір, см 3 розчину йоду концентрацією 0,1 моль / дм 3 на 100 см 3 води, не більше	0,18	0,20	0,40	0,50-1,30
Кислотність, см 3 розчину гідроокису натрію концентрацією 1 моль / дм 3 на 100 см 3 сусла	0,9-1,1	0,9-1,2	0,9-1,3	-
Прозорість (візуально)	Прозоре	Прозоре	Допускається невелика опалесценція	-

За органолептичними показниками карамельний і палений солод повинен відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 5.

Таблиця 5 - Органолептичні показники солоду

Найменування	Характеристика солоду
показника	Карамельного	Паленого
Зовнішній вигляд	Однорідна зернова маса, яка не містить пліснявих зерен і зернових шкідників
Колір	Від світло-жовтого до бурого з глянцевим відливом	Темно-коричневий. Не допускається чорний
Запах (як самого солоду, так холодної та гарячої витяжок)	Солодовий. Не допускаються: пригорілий, затхлий і пліснявий	Нагадує запах кави. Не допускається пригорілий
Смак (як самого солоду, так холодної та гарячої витяжок)	Солодкуватий. Не допускаються гіркий і пригорілий	Кавовий. Не допускаються пригорілий і гіркий
Вид зерна на зрізі	Спечена коричнева маса. Не допускається обвугліла маса	Темно-коричнева маса. Не допускається чорна маса

За фізико-хімічними показниками карамельний і палений солод повинен відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 6.
Таблиця 6 - Фізико-хімічні показники солоду

	Норма для типів солоду
Найменування	Карамельного		Паленого
показника	I класу	II клacca
Масова частка вологи (вологість),%, не більше	6,0	6,0	6,0
Масова частка екстракту в сухій речовині солоду,%, не менше	75,0	70,0	70,0
Кількість карамельних зерен,%, не менше	93,0	25,0	-
Масова частка смітної домішки,%, не більше	0,5	0,5	0,5
Колір (величина Лінтнер - Лн), не менш	20,0	20,0	100,0

До арамельний - це вид солоду, широко використовуваний у виробництві темного пива. Крім сушки він проходить і термічну обробку, в результаті якої утворюються ароматичні і фарбувальні речовини, що визначають специфічний смак, аромат і колір темного пива.
Основні сортові особливості пива (колір, смак, запах, аромат) багато в чому залежать від якості солоду і співвідношення його видів у рецептурі.
Найважливішим показником якості солоду є, природно, його поведінку в процесі затирання і здатність максимально розщеплювати містяться речовини. Солод оцінюють тим вище, чим більше у нього екстрактивності. При цьому хорошу оцінку дають при достатньому розчиненні солоду.
Важливим показником, що характеризує якість солоду, є осахаривают здатність. Цей показник виражається часом у хвилинах, яке потрібно для повного оцукрювання затору при 70 ° С, рахуючи з моменту досягнення цієї температури. При цьому під осахаривание, мабуть, розуміється здатність ферментів подрібнених зерен ячменю розщеплювати міститься в тих же зернах крохмаль. Тривалість оцукрювання не повинна перевищувати 25 хв.
Якщо тривалість оцукрювання солоду значно більше, то визначають інший показник його якості - амилолитические активність. Вона характеризується кількістю грам мальтози, що утворилася з розчинного крохмалю під дією 100 г солоду протягом 30 хв при 20 ° С і рН 4,3.
Несоложеним сировину Крім якості солоду необхідно приділяти велику увагу асортименту та якості переробляються несоложеним матеріалів.
У солоді нормальної якості ферментів зазвичай міститься більше, ніж треба для того, щоб повністю розщепити нерозчинні компоненти, в ньому містяться. За допомогою цього надлишку ферментів можна додатково переробити крохмаль несоложеного сировини, підвищивши вміст цукрів у суслі.
Основною причиною використання несоложеним матеріалів залишається прагнення збільшити вихід екстракту при тій же засипу дорогого солоду, а також бажання надати певним сортам пива оригінальний смак.
Несоложеним матеріали повинні мати високу екстрактивність, легко перероблятися, а також не містити або містити мінімальну кількість речовин, які, переходячи в сусло і пиво, надають негативний вплив на якість продукту.
Найбільш ефективним є використання таких зернопродуктів, як рис, ячмінь, пшениця, кукурудза, сорго, зрідка - овес. Переробка рисової крупи вимагає великих витрат через необхідність проводити її розварювання.
Чистота і відповідність вимогам на продовольчу сировину - це головні вимоги, які пред'являються до якості замінників солоду.
У кожного виду несоложеного сировини свої особливості. Пшениця має такий же склад, як ячмінь, але є більш екстрактивні (містить 70-76% крохмалю). Добавки кукурудзи пом'якшують смак пива, рису - надають йому більш сухий смак. Необхідно зауважити, що несоложеним матеріали практично завжди змінюють смак пива, з яких би міркувань вони не додавалися. У разі застосування несоложенкі сусло містить меншу кількість азоту і поліфенолів.
Найбільш примхливим при переробці є рис - його клейстерізованний крохмаль має високу в'язкість і легко пригорає. Кукурудзяні зерна містять багато олії - перед застосуванням їх необхідно додатково обробляти (із зерен видаляються зародки, що містять масло). Кукурудза здебільшого використовується у вигляді знежирених борошна, січки або пластівців. Рис - у вигляді рисового борошна або січки, яка є відходом рисоочистительной виробництва. Рисова січка містить невелику кількість жиру і багато крохмалю, що позитивно впливає на процес ферментації.
Щоб не постраждав смак пива, можна замінювати несоложеним ячменем не більше 30% солоду (якщо солод середньої якості, то не більше 15%). 50%-ная заміна знизить активність α-і β-амілази в два рази, протеаз - у півтора рази.
При дробленні несоложеним продуктів слід враховувати те, що звичайному зерну, в порівнянні з солодом, властива більш щільна структура. Вносячи несоложеним матеріал, необхідно враховувати відмінність у вологості і екстрактивності між ним і солодом.
У той же час застосування несоложеного сировини економічно вигідно і технологічно обгрунтоване. Тому при приготуванні 10-11% світлого пива слід обов'язково застосовувати не менше 20% несоложеного сировини без використання ферментних препаратів. При використанні понад 20% несоложеного ячменю застосування ферментних препаратів обов'язково.
При виробництві пива «Жигулівське» допускається використання цукру-сирцю в кількості до 6% маси затираємо зернопродуктів.
В даний час в Росії почали готувати пиво з використанням пшениці («Русь», 11% світле та ін), дріжджів низового і верхового бродіння. Діють пивзаводи великої, середньої і малої потужності, а також мікро-минипивоварни з добовим випуском 500-2000 л, оснащені апаратами і пристроями як зарубіжного, а й вітчизняного виробництва. Широко розвивається випуск напоїв типу пива, де частина екстракт-смакоароматичних сировини замінюється на нетрадиційні види: концентрат квасного сусла («Пікур» тощо), трава стланник («Північне»), полину гіркого («Россер»), плоди черемхи звичайної ( «Черемховий колір») і т.д.
1.3 Характеристика води Якість води, її іонний склад роблять великий вплив на формування органолептичних показників пива. Технологічна вода повинна відповідати всім вимогам, що пред'являються до питної води. Вона повинна бути прозорою, безбарвною, приємною на смак, без запаху. Загальна жорсткість води для виробництва пива має бути в межах 2-4 мг • екв / дм ³ (допускається не більше 5 • 6 мг-екв / дм ³⁾ і рН 6,8-7,3, окислюваність не вище 2 мг / дм ³ та сухий залишок не більше 600 мг / дм ^3.
Жорсткістю називають властивість природної води, що визначається кількістю розчинених у ній солей кальцію і магнію. Хімічним показником, що характеризує жорсткість води, є сумарний вміст міліграм-еквівалентів іонів кальцію і магнію в 1 дм ³ води. Вода, що містить в 1 дм ³ до 1,5 мг • екв іонів кальцію і магнію, вважається дуже м'якою, 1,5 • 3 мг-екв - м'якою; 3 • 6 мг-екв - середньої жорсткості; 6 • 10 мг-екв - жорсткої, понад 10 мг • екв - дуже жорсткою.
Розрізняють жорсткість загальну, карбонатну і некарбонатну. Загальна жорсткість води обумовлена ​​вмістом у ній загальної кількості іонів кальцію і магнію. Карбонатної жорсткості води називають жорсткість, яка характеризується наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію і магнію. При кип'ятінні вони перетворюються в карбонати і випадають в осад. Некарбонатних жорсткість пояснюється наявністю у воді хлоридів, сульфатів і інших солей кальцію і магнію, які при кип'ятінні в осад не випадає. Загальна жорсткість дорівнює сумі карбонатною і некарбонатних жорсткості. Один міліграм-еквівалент (1 мг • екв.) Жорсткості відповідає вмісту в 1 дм ³ води 20,04 мг іона кальцію або 12,16 мг іона магнію.
Лужність характеризує здатність води пов'язувати кислоти і виражається кількістю в 1 дм ³ води міліграм-еквівалентів іонів ОН-; СО ₃ ^{2 -;} НСО ^- і деяких інших аніонів слабких кислот, що реагують із сильними кислотами.
Окислюваністю води називають здатність речовин, що містяться у воді, реагувати з окислювачами. Величину окислюваності висловлюють кількістю міліграмів кисню, яка необхідна для окислення речовин, що містяться в 1 дм ³ води. Окислюваність характеризує ступінь забруднення води органічними речовинами.
Для спиртового виробництва небажана вода з високими карбонатними жорсткістю і лужністю. Процеси водно-теплової обробки, оцукрювання та спиртового бродіння протікають швидше і повніше в кислому середовищі при рН 5,0-5,5. Нейтральна і слаболужна реакції сприяють розвитку кислотоутворюючих бактерій.
Висока карбонатна жорсткість води, використовуваної для замочування зерна при приготуванні солоду, затримує проростання зерна, а застосування такого води при приготуванні солодового молока знижує активність амілолітичних ферментів.
На спиртових заводах при високій бактеріальної забрудненості воду знезаражують хлорним вапном або газоподібним хлором.
Для світлих сортів пива потрібна дуже м'яка вода загальною жорсткістю до 1-1,5 мг • екв / дм ^3. Вміст у воді іонів калію, натрію, сульфатів, хлоридів та інших катіонів та аніонів не повинно перевищувати їх порогових концентрацій, тобто тих мінімальних кількостей, при яких стає відчутним їх вплив на смак.
Іонний склад води не повинен підвищувати рН виробничих середовищ, в яких протікають біологічні процеси. Для характеристики цієї властивості води надійним критерієм є - відношення іонів кальцію до загальної лужності води, яка повинна бути не нижче 1. Співвідношення іонів кальцію і магнію - 1:1-3:1.
Вода повинна бути безпечна в екологічному відношенні і нешкідлива за хімічним складом.
Способи водопідготовки. Якщо вода не відповідає необхідним вимогам, її піддають відповідній підготовці для видалення небажаних домішок.
Жорсткість води та її сольовий склад можна регулювати. Для цього застосовують різні способи водопідготовки: реагентний, іонообмінний, електродіалізний і мембранний, заснований на принципі зворотного осмосу. Для видалення неприємного запаху воду дезодорують шляхом пропускання через колонку, заповнену активованим вугіллям.
З метою поліпшення якості води застосовують такі основні способи її підготовки: відстоювання і фільтрування, коагуляцію, дезодорування, знезалізнення, пом'якшення, демінералізації і знезараження.
Для звільнення води від завислих частинок її піддають відстоювання або фільтруванню. Відстоювання здійснюють у резервуарах. Більш поширеним способом звільнення від зважених часток є фільтрування. В якості фільтруючих матеріалів застосовують подрібнений антрацит, гравій, кварцовий пісок.
Вода може бути забруднена мінеральними і органічними домішками в колоїдно-дисперсному стані, які не затримуються при фільтруванні. Найбільш типовими з цих домішок є кремнієва кислота, її солі та гумінові речовини. У цьому випадку воду обробляють речовинами, які викликають укрупнення колоїдних частинок і випадання в осад. Такий процес називається коагуляцією, а застосовувані для коагуляції речовини - коагулянтами.
Як коагулянтів застосовують сульфати алюмінію і заліза. У водному розчині сульфат алюмінію піддається гідролізу з утворенням гідроксиду алюмінію і сірчаної кислоти:
Позитивно заряджені іони гідроксиду алюмінію знижують електричний потенціал, створюваний негативно зарядженими колоїдними частинками кремнієвої кислоти і гумі-нових речовин, що містяться у воді, в результаті чого відбувається їх коагуляція.
Пластівці гідроксиду алюмінію і скоагульованого колоїди мають сильно розвинену поверхню, здатну сорбувати розчинні органічні речовини, завдяки чому вода знебарвлюється і звільняється від неприємного присмаку.
Коагуляція гідроксидом заліза в порівнянні з коагуляцією гідроксидом алюмінію протікає швидше, так як гід-роксід залоза має щільність в 1,5 рази більше, ніж гідроксид алюмінію.
Для прискорення процесу коагуляції і зниження витрат коагулянтів до води додають речовини, звані флокулянтами, одним з яких є поліакриламід. Коагуляцію домішок води проводять у резервуарах з мішалкою. Оброблену коагулянтом воду піддають фільтруванню.
Знезалізнення. Вода зі значним вмістом заліза має неприємні смак і запах. Залізо випадає в осад. Для його усунення передбачається фільтрування води через фільтри з кварцевим завантаженням без додавання реагентів або з додатковою обробкою кварцового піску модифікуючими реагентами.
Безреагентний спосіб грунтується на особливості води, що містить сполуки заліза і розчинений кисень, при фільтруванні через зернистий шар виділяти залізо на поверхні зерен з утворенням каталітичної плівки з оксидів двох-і тривалентного заліза. Ця плівка активно інтенсифікує процес окислення і виділення з води тривалентного заліза, задерживаемого фільтром у вигляді гідроксиду заліза. Даний спосіб знезалізнення рекомендується застосовувати при загальному вмісті заліза до 10 мг / дм ^3, у тому числі тривалентного не менше 50%, при окислюваності 6-7 мг О ₂ / дм ³ та лужності більше одиниці.
Якщо безреагентний спосіб не дає бажаних результатів, то кварцовий пісок додатково обробляють модифікуючими реагентами. Сутність обробки полягає в нанесенні на поверхню кварцового піску плівки з гідроксиду заліза, діоксиду заліза і діоксиду марганцю, каталізують процес знезалізнення води. Для знезалізнення води використовуються пісочні фільтри ШЗ-ВФА і фільтри «Аква-електроніка».
Обробка води, усуває неприємні запахи і присмаки, зумовлені різними домішками, називається дезодорацією. Найпоширеніші способи дезодорації води - озонування та обробка активним вугіллям. При обробці води шляхом фільтрування через шар активного вугілля усуваються запах і присмаки води, знижуються її кольоровість і окислюваність.
Пом'якшення. Найбільш поширений спосіб пом'якшення води - іонообмінний. При цьому способі досягається не тільки пом'якшення, а й видалення небажаних домішок. Метод заснований на здатності деяких важкорозчинних речовин поглинати з розчинів одні катіони чи аніони і віддавати натомість інші. До іоніти відносяться цеоліти, глауконіт, органічні речовини у вигляді синтетичних смол і сульфітується-ванні вугілля.
За характером активних груп іоніти підрозділяють на ка-тіоніти і аніоніти. Катеоніти мають кислотний характер і мають здатність обмінювати іони водню або інші позитивно заряджені іони на іони металів (катіони). Аніоніти мають основний характер і здатні обмінювати гід-роксільние іони або інші негативно заряджені іони на кислотні залишки (аніони).
У практиці очищення води часто використовують Н ⁺ - і № ^{+-кати-ВНІТ.} У залежності від катіона цей процес називають Н-ка-тіонірованіем і №-катіонуванням. При Н ^{+-катіонуванням} підвищується кислотність води, а при № ^{+-катіонуванням} збільшується лужність фільтрату, якщо у вихідній воді містилася карбонатна жорсткість. Це пояснюється тим, що при такій обробці води утворився гідрокарбонат натрію гідролого-зуется з утворенням гідроксиду натрію.
1.4 Хміль та хмелепродуктів
Хміль відноситься до традиційного і найбільш дорогого сировину пивоварного виробництва. Хміль - кучерява дводомна багаторічна рослина, що досягає 5-8 м в довжину, що відноситься до сімейства конопльових. Хміль надає пиву специфічний гіркий смак і аромат, сприяє видаленню з сусла деяких білків, підвищує пеностойкость пива, служить антисептиком так як пригнічує життєдіяльність контамінуючі мікрофлори. Екстрактивні речовини хмелю, що містяться в пиві, мають заспокійливу, болезаспокійливу і навіть дезинфікуючу дію.
Розрізняють два основних види хмелю: гіркий і ароматичний. У пивоварінні в основному використовують жіночі суцвіття ароматичного хмелю.
Гіркі сорти додають на початку варіння. У середині або ближче до кінця додають ароматичні сорти. До гірких сортів відносяться, наприклад, Hallertauer Magnum, Nugget. Ароматичний хміль - це Perle, Spalter Select. Деякі сорти можна використовувати як для додання гіркоти, так і для ароматизації пива. До таких сортів відносяться Nothern Brewer і Brewers Gold.
На час дозрівання хмелю на внутрішніх стерженька шишок розвиваються жовто-зелені клейкі кульки - зернятка лупулин, діаметр яких становить 0,15-0,25 мм. Лупулин - ароматична речовина, що надає пиву своєрідну гіркоту, завдяки ефірному хмелевою маслу.
Для пивоваріння вирощують сорти хмелю, що належать до виду хмелю звичайного (Humulus lupulis L.), а у виробництві використовують лише шишки. Виробництво хмелю зосереджено головним чином на Україну (70%). Найбільш поширені сорти Клон 18, Житомирський, Поліський, Сильний, Урожайний.
До складу хмелю входять ароматичні і гіркі речовини. Гіркі хмелеві речовини включають α-і β-кислоти, м'які α-, β-і тверді смоли. Зміст α-кислот в залежності від сорту хмелю може досягати 16%. Найбільш цінні для пивоваріння похідні α-кислот - ізосоедіненія - Забезпечують близько 90% гіркоти пива.
Ароматичні речовини представлені в основному ефірним маслом в кількості від 0,3 до 2%. Воно представлено сумішшю ароматичних вуглеводнів і терпенів, грає певну роль в утворенні аромату пива, незважаючи на те, що в процесі кип'ятіння сусла більша частина ефірного масла випаровується.
Важлива складова частина хмелю - дубильні речовини, зміст яких сягає 3%.
За призначенням хміль поділяють на дві групи: тонкі сорти з кількістю гірких речовин приблизно 15% і α-кислот (від 3 до 5%) і грубі сорти з вмістом гірких речовин більше 20%. Тонкі сорти застосовуються для виготовлення пива за класичною технологією, Грубі сорти призначені для виробництва порошків, гранул і екстрактів. У пивоварінні використовують висушені хмелеві шишки, мелений, гранульований або брикетований хміль, а також різні хмелеві екстракти, використання яких сприяє зниженню втрат і поліпшенню якості пива.
На якість хмелю впливає такий зовнішній ознака як цілісність шишок, від чого залежить вміст у них лупулин. Хміль не повинен бути перестиглих, з відкритими шишками, у яких висипаються насіння. Збирати хмелеві шишки необхідно з живцями для того, щоб зберегти їх цілісність.
Відповідно до ГОСТ 21947-76 хміль, що надходить на завод, повинен містити в перерахунку на абсолютно суху речовину α-кислоти не менш ніж 2,5%, золи не більше 14%, мати вологість не вище 13 і не нижче 11%.
До хмелепродуктів відноситься брикетований хміль, гранульований, екстракти та комбіновані препарати хмелю. На світовому ринку приблизно 30% продажів займає гранульований хміль, 30% - екстракт хмелю, і лише 40% натурального Шишковою хмелю.


Сходи з сит, встановлених для визначення крупності, і прохід через сито, встановлене для визначення дрібного зерна, вручну звільняють від смітної і зернової домішок, і очищене зерно зважують з точністю до другого десяткового знака.
Зміст дрібного зерна або крупності X _м,%, обчислюють за формулою
, (1)
де m _м - маса фракцій дрібного зерна або маса зерна у сході з сита, встановленого для визначення крупності, г;
m ₁ - маса зерна, що залишилася після виділення з навіски смітної і зернової домішок, м.
Обчислення проводять до другого десяткового знака з наступним округленням результату до першого десяткового знака.

Визначення життєздатності насіння фарбуванням їх
індигокарміном і кислим фуксином
(ГОСТ 12039-82. Насіння сільськогосподарських культур.
Методи визначення життєздатності)
Метод заснований на тому, що жива плазма клітин зародка непроникна для розчину индигокармина, кислого фуксину та інших анілінових барвників, тоді як мертва легко їх пропускає і фарбується. Метод застосовують для отримання швидкої інформації про якість насіння, коли насіння перебувають у стані спокою або вимагають тривалого терміну пророщування, і при оцінці набряклих, але непророслих насіння після завершення встановленого терміну пророщування.
Проведення аналізу
Визначення життєздатності проводять за двома пробами по 100 насінин у кожній, відібраним з насіння основної культури, виділених за ГОСТ 12037-81.
Насіння замочують у воді протягом 15-18 год (на ніч) при температурі 20 ^о С, а Щойно зібране насіння - при температурі 10-15 ^о С протягом такого ж часу. Допускається попередньо не замочувати насіння, які легко розрізають, а також змінювати термін замочування насіння.
Потім гострим лезом кожне сім'я розрізають на дві половинки. Поверхня повинна бути рівною. Для цього розріз роблять ковзаючим рухом леза, починаючи з зародка. Кожну підготовлену сотню половинок насіння (з двох проб по 100 насінин) промивають кілька разів водою, щоб видалити залишки зруйнованих тканин з поверхні зрізу. Інша сотня половинок насіння анулюється. Промиті половинки заливають 0,1%-ним розчином индигокармина або кислого фуксину так, щоб вони повністю були вкриті розчином, причому стаканчики обережно струшують, щоб розчин проник до зрізами. Фарбування насіння ячменю в розчині индигокармина або кислого фуксину проводять протягом 10-15 хв.
Після фарбування розчин зливають, половинки насіння кілька разів промивають водою до зникнення фарби в промивної води, розкладають на фільтрувальний папір і переглядають.
До життєздатним відносять половинки насіння з незабарвленим зародком, а також зі слабозабарвленого кінчиком корінця зародка і слабо забарвленими плямами на корінцях і сім'ядолях.
До нежиттєздатним відносять половинки насіння або цілі насіння з пофарбованим зародком, а також з інтенсивно забарвленими великими плямами на зародку (корінцях і сім'ядолях). Життєздатність насіння обчислюють у відсотках. За результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів аналізу двох проб.
Визначення енергії проростання і здатності
проростання ячменю (ГОСТ 10968 -88)
Під енергією проростання розуміють відношення кількості зерен, пророслих за 72 год, до загальної кількості аналізованих зерен, виражене у відсотках.
Під здатністю проростання розуміють відношення кількості зерен, пророслих за 120 год, до загальної кількості аналізованих зерен, виражене у відсотках.
Із середньої проби виділяють 50 ± 1 г зерна. З виділеного зерна відбирають дві аналітичні проби по 500 цілих зерен, не віднесених стандартом з характеру пошкоджень до смітної і зернової домішок.
На кінець скляної лійки надягають гумову трубку з затиском. В отвір воронки поміщають скляну кульку або зігнуту під кутом скляну паличку, щоб уникнути проскакування зерна. Воронку закріплюють в тримачі штатива.
Визначення проводять в лабораторії при температурі (20 ± 2) ° С.
Кожну аналітичну пробу поміщають у воронку, закривають затискач на гумовій трубці і зерно у воронці заливають водою температурою (20 ± 2) ° С так, щоб рівень води був на 1,5-2,0 см вище поверхні зерна.
При температурі в лабораторії вище 22 ° С зерно у воронці щоб уникнути заплесневенія заливають 0,03%-ним розчином хлорного вапна. Зерно в воронці перемішують скляною паличкою, щоб дати можливість осісти сплив зернам.
Через 4 год затиск відкривають і зливають з воронки воду або розчин хлорного вапна. Зерно, замочені в хлорного вапна, промивають (3-4 рази). Після зливу води зерно на 16-18 год залишають у воронці з відкритим затиском. При цьому, щоб уникнути підсихання зерна воронку накривають скляною кришкою з вологою фільтрувальним папером на внутрішній стороні.
Через 16-18 год затиск закривають, зерно у воронці заливають водою на 4 ч. Через 4 год затиск відкривають, воду зливають, а воронку із зерном накривають скляною кришкою з вологою фільтрувальним папером на внутрішній стороні і залишають на 22-24 год
Через 48 годин після початку визначення затиск закривають, зерно у воронці заливають водою і обережно перемішують скляною паличкою. Потім затискач відкривають, воду зливають, а зерно залишають у воронці під скляною кришкою з вологою фільтрувальним папером на внутрішній стороні до кінця пророщування, тобто на 24 год (при визначенні енергії проростання) або на 72 год (при визначенні здатності проростання). Зерно в міру підсихання зволожують, заповнюючи воронку із зерном водою при відкритому затиску. Одночасно зволожують і фільтрувальний папір.
При визначенні енергії проростання зерно через 72 годин після початку визначення з воронки висипають на розбірну дошку і підраховують кількість непророслих зерен.
До непророслі відносять зерна з невишедшімі за межі покривів зерна паростками і (або) корінцями.
При визначенні енергії проростання і одночасно здібності проростання підраховують зерна, не пророслі за 72 год, які знову поміщають у воронку, заливають водою при відкритому затиску і залишають ще на 48 год під скляною кришкою.
Через 120 годин після початку визначення підраховують кількість непророслих зерен для визначення здатності проростання.
Енергію проростання зерна кожній аналітичній проби X,%, обчислюють за формулою
, (2)
де n - кількість зерен, не пророслих за 72 год, шт.; 500 - кількість зерен в аналітичній пробі, шт.
Здатність проростання зерна кожній аналітичній проби Х _1,%, розраховують за формулою
, (3)
де n ₁ - кількість зерен, не пророслих за 120 год, шт.
Енергію проростання та здатність проростання зерна кожній аналітичній проби обчислюють до першого десяткового знака.
За кінцевий результат енергії і здатності проростання приймають середнє арифметичне результатів визначень двох аналітичних проб.
Остаточний результат енергії і здатності проростання обчислюють до першого десяткового знака з наступним округленням результату до цілого числа.
При контрольному визначенні за остаточний результат визначення приймають результат початкового визначення, якщо розбіжність між результатами первинного і контрольного визначень не перевищує допустиму норму, встановлену за результатом контрольного визначення. Якщо розбіжність перевищує допустиму норму, то за остаточний результат приймають результат контрольного визначення.
Контрольні питання.
1. Назвіть типи пива, дайте їм характеристику.
2. У чому полягає сутність балловой оцінки якості пива?
3. Як правильно проводити дегустацію пива?
4. Чим цікавий хімічний склад пива?
5. Які відмінності органолептичних та фізико-хімічних показників світлого і темного солоду, карамельного і паленого солоду?
6. Які види несоложеного сировини застосовують у пивоварінні?
7. Які вимоги пред'являють до якості води для приготування пива?
8. У чому відмінності тонких і грубих сортів хмелю?
9. Як проводиться оцінка якості хмелю?
10. Яке призначення застосовуваних у виробництві пива ферментних препаратів?
11. Які вимоги, які пред'являються до якості ячменю, використовуваного для одержання солоду?
12. У чому полягає сутність визначення життєздатності насіння ячменю?
13. Як проводиться оцінка якості хмелю?
14. Як визначити енергію проростання та здатність проростання ячменю?

2 ОСНОВНІ СТАДІЇ ПИВОВАРНА
ВИРОБНИЦТВА
2.1 Технологічна схема виробництва пива
Послідовність технологічних процесів виробництва пива представлена ​​на малюнках 1 і 2.
Виділяють такі основні стадії: очищення і дроблення зернопродуктів, приготування пивного сусла (затирання, фільтрування затору, кип'ятіння сусла з хмелем, освітлення та охолодження сусла), зброджування пивного сусла дріжджами, доброджування та дозрівання пива, освітлення і розлив готового пива.
2.2 Підробіток і дроблення солоду і несоложеного сировини
Основна мета дроблення солоду і несоложеного сировини - полегшення і прискорення фізичних і біохімічних процесів розчинення зерна для забезпечення максимального переходу екстрактивних речовин в сусло.
Підробіток зернопродуктів При зберіганні і транспортуванні можливо забруднення солоду і несоложеного сировини. Тому перед подрібненням їх очищають від сторонніх домішок (дрібних камінчиків і металевих предметів).
Для видалення пилу та залишків паростків солод пропускають через полірувальну машину. Несоложеним сировину від великих і дрібних органічних домішок очищають за допомогою повітряно-ситового сепаратора, від мінеральних домішок за допомогою камнеотделітельной машині. Для видалення металомагнітних домішок зернопродукти пропускають через магнітний сепаратор з електричними або постійними магнітами.
Дроблення солоду Максимально можливий вихід екстракту і досить високу швидкість фільтрування сусла повинен забезпечити оптимальний склад помелу зернопродуктів. Солод можна дробити у сухому або частково зволоженому (мокрому) вигляді. Склад помелу (%) залежить від якості солоду, способів його затирання і фільтрування.
Сухий солод подрібнюється на вальцьових або молотових дробарках. У процесі дроблення відбувається розщеплення оболонки зерна та подрібнення ендосперму, перетворення солоду в крупку. При цьому доводиться враховувати два що суперечать один одному вимоги:
1) дуже важливо максимально зберегти цілісність оболонки зерен. При фільтруванні вона буде грати роль своєрідного фільтруючого шару. Також не можна забувати, що лушпиння містить дубильні і мінеральні речовини. При подрібненні оболонки вони можуть перейти в сусло, що призведе до погіршення його органолептики властивостей;
2) щоб полегшити та прискорити процес гідролізу крохмалю в цукру необхідно максимально подрібнити вміст зерна. Чим гірше розчиняються речовини, що містяться у використовуваному солоді, тим дрібніші за нього доводиться дробити, щоб витягти з дробини нормальна кількість екстракту.
Виконати обидва вимоги можливо тільки в тому випадку, якщо розділити дроблення солоду на кілька технологічних етапів. Спочатку зерно «вичавлюється» зі своєї оболонки. Після цього лушпиння відділяється, а вміст зерна може подрібнюватися.
Зерно неоднорідне за своєю твердості. З його центральній частині утворюється борошно і дрібна крупка, а з периферійних частин - більш велика крупка. Якщо помел буде надмірно грубий - вихід екстракту знизиться. Чим дрібніше отримані частинки ендосперму, тим вищий вихід екстракту.
Для точного регулювання дробарки вимірюють кількість залишився у відпрацьованій дробини екстракту. При цьому більш тонкий помел зазвичай потрібно при роботі з високо вологим або незадовільним солодом. Спробувати застосувати більш грубий помел для скорочення часу фільтрації має сенс тільки в тому випадку, якщо використовується солод хорошої якості.
Іноді застосовують зволоження солоду, але більшість існуючих пивоварень використовують технологію сухого подрібнення. Вона вимагає застосування особливих заходів безпеки - сухе дроблення може бути небезпечним. Під час процесу утворюється дрібна солодова пил. Її загальна кількість незначно, але цього вистачає, щоб біля вальців утворилася суміш з пилової суспензії й повітря. Цієї суміші притаманна здатність вибухати від дрібної іскри.
Для того, щоб пом'якшити можливі наслідки вибуху, на дробарках сухого типу використовуються захисні екрани у вигляді рвуться мембран (одноразові), взривогасящіх трубок спеціальної конструкції (багаторазові, пом'якшують і розсіюють енергію вибуху), а також противибухових пластин, які встановлюються безпосередньо під вальцями (пластини , які затримують потрапляти у навколишнє повітря і тим самим перешкоджають утворенню небезпечної суспензії). На думку фахівців, противибухові пластини грають дуже важливу роль у забезпеченні безпеки виробництва. Також в дробильному відділенні забороняється палити і експлуатувати відкрите електрообладнання.
Дробарки сухого дроблення розрізняються за кількістю працюючих у них вальців. Вони бувають шести-, п'яти-, чотири-і Двовальцова. Двовальцова використовуються, в основному, на міні-пивзаводах. Четирехвальцовие - на невеликих і середніх підприємствах. Пятівальцовая дробарка є різновидом шестівальцовой (один валець виконує там дві функції - попереднього дроблення та відділення лушпиння). Цей вид оборудовнія не є поширеним.
У всьому світі найкраще себе зарекомендували і частіше зустрічаються на середніх і великих підприємствах шестівальцовие дробарки. Вальці в них розташовані попарно. У першій парі працюють вальці попереднього дроблення (після них всі зерна повинні бути роздроблені). У другій - вальці для відділення лушпиння (крупка, що залишилася на лушпинні повинна бути відділена, лушпиння при цьому залишається цілою). У третій - вальці для отримання крупки (вони повинні бути налаштовані таким чином, щоб подрібнювати ендосперм в крупку, а не в борошно).
Якість сусла багато в чому залежить від якості помелу солоду.
Для більш ефективної роботи вальці рифлей не паралельно осі обертання, а навскоси. Завдяки цьому виникає вишелушівающе-ріжуче вплив.
На дробарках старого типу перша і друга пара вальців були гладкими (розчавлювали зерна), третя пара - рифленою.
У сучасних типах дробарок рифлені вальці, що обертаються назустріч один до одного з різними швидкостями, «видавлюють» зерна з лушпиння, не порушуючи цілісність оболонки. Лушпиння залишається практично недоторканою, а ендосперм успішно подрібнюється. У підсумку виходить суміш з необхідної пропорції лушпиння і крупки з домішкою борошна. В обладнанні старого типу вальці, обертаючись з однаковою швидкістю, розчавлюють (розколюють) зерна солоду.
Продуктивність сучасних шестівальцових дробарок може досягати 14 т дробини / ч. На вітчизняних підприємствах найбільш часто зустрічаються дробарки, розраховані на 2,5 т / ч.
Важливим чинником є ​​рівномірна завантаження дробарки - при перевантаженнях помел може стати занадто грубим, тому що між вальцями можуть проскакувати цілі зерна.
При мокрому помелі солод попередньо зволожують в бункері до вмісту вологи 18-32% шляхом зрошення водою температурою 35-50 ° С або насиченою парою. У цьому випадку підвищується еластичність оболонки, яка практично не подрібнюється на вальцьових верстатах, що згодом призводить до створення пухкого і пористого фільтруючого шару дробини.
Найбільш сучасні зразки обладнання зволожують оболонку в щадному режимі, залишаючи середину зерна абсолютно сухий (так її потім простіше роздрібнити). Система кондиціонування зазвичай встановлюється в якості додаткового вузла безпосередньо перед дробаркою.
Попередником системи кондиціювання була дробарка «мокрого» типу. Відомо, що сьогодні подібні дробарки ще працюють на деяких пивоварнях, але виробники обладнання їх давно вже не випускають.
У «мокрою» дробарці зерна солоду попередньо замочували у спеціальному бункері. Солод був дійсно мокрим, і стадія затирання починалася фактично вже при дробленні. Це значно збільшувало час контакту дробини з киснем. Часто при роботі на такому обладнанні до дробини відразу ж додавалася молочна кислота (з метою оптимізації pH).
Дроблення несоложеним зернопродуктів. Ячмінь, пшеницю і рис дроблять на Двовальцова верстаті з нарізними вальцями, які обертаються назустріч один одному з різною швидкістю. Для подрібнення кукурудзи зазвичай використовують молоткові дробарки.
2.3 Затирання
Способи та технологічні режими затирання Приготування затору починають зі змішування подрібнених зернопродуктів з водою при температурі 37-40 ° С, яке здійснюється в заторном апараті при включеній мішалці. Далі затирання ведуть настойним (інфузійним) або отварочним (декокціонним) способами. Кількість подрібнених зернопродуктів називають засинаючи, обсяг застосовуваної води - наливом, а отриманий продукт - затором. Зазвичай на затирання 100 кг зернопродуктів витрачають 350-500 дм ³ води.
Метою затирання є екстрагування розчинних речовин солоду і несоложеного сировини і перетворення нерозчинних речовин в розчинні з подальшим переведенням їх у розчин під дією ферментів солоду і застосовуваних ферментних препаратів. Речовини, що перейшли в розчин, називають екстрактом.
Настойний спосіб застосовується тільки для добре розчиненого солоду з високою ферментативною активністю. Його перевага - зниження енерговитрат та зменшення тривалості затирання.
Настойний спосіб полягає у дотриманні затору протягом 30 хв при 40 ^о С і поступовому нагріванні від даної температури до 70 ^о С зі швидкістю 1 ° С / хв без кип'ятіння. При температурі 52; 63 і 70 ^о С затор витримується по 30 хв. Зазначені температурні паузи дозволяють проявити максимальну активність відповідно для ендопептидаз, β-і α-амілази солоду.
Далі затор нагрівають до 72 ° С і витримують до повного оцукрювання по пробі на йод. Потім осахаренний затор підігрівають до 76-77 ^о С і направляють на фільтрування. Отримане цим способом сусло багато ферментами, містить багато мальтози і амінокислот, мало декстринів і тому добре зброджується.
Вихід екстракту при отварочном способі вище. Це обумовлено тим, що при отварочних способах затор піддають не тільки ферментативному, а й фізичному впливу (кип'ятінню).
Розрізняють такі варіанти отварочних способів: за однією, двома, трьома отваркамі або кип'ятінням всій густий частини. Найбільш поширені - одно-і двухотварочние способи. При отварочних способи затирання ведуть у двох заторних апаратах, один з яких використовують для кип'ятіння отваркі.
При одноотварочном способі в заторний апарат попередньо набирають близько 1 / 2 усієї кількості підігрітої води, необхідної для затирання, включають мішалку і через предзаторнік спускають подрібнений солод з водою. Температура суміші повинна бути в межах 50-52 ° С. Білкову паузу витримують протягом 20-30 хв. Після цього в заторний апарат наливають рідку частину затору, а густу (отварку) підігрівають до 61-63 ° С і витримують протягом 15-20 хв. Далі температуру повільно підвищують до 70-72 ° С.
У цей час отварка осахаривают протягом 20-30 хв. Потім її нагрівають до кипіння і кип'ятять 20-30 хв.
Несоложеним сировина спочатку затирають з 15-20% солоду і частиною ферментного препарату. Ця частина затору є отваркой. Її витримують 15-20 хв при 50-55 ° С, потім підігрівають до 70-72 ° С і осахаривают 20-30 хв, після чого доводять до кипіння і кип'ятять 20-30 хв.
Перед початком кип'ятіння отваркі готується основний затор з залишився солоду та ферментних препаратів. Готову отварку з'єднують з солодовим затором і далі процес затирання ведуть аналогічно описаних вище.
Після цього отварку повільно повертають у рідку частину затору так, щоб температура об'єднаного затору була 61-63 ° С, і проводять мальтозний паузу протягом 15-20 хв. Далі затор нагрівають до 70-72 ° С і витримують до повного оцукрювання по йодної пробі (15-30 хв). Після підвищення температури до 75-77 ° С затор передають на фільтрування.
Цей спосіб найбільш раціональний. У некип'яченої частини затору зберігаються ферменти, які діють на всю густу, піддавалася кип'ятінню, частина затору.
Переваги цього способу: можливість використання сприятливих умов для розщеплення білків і крохмалю завдяки оптимальним температурним пауз, попередню клейстеризації всього крохмалю сировини і найбільш ефективне застосування ферментів, у результаті чого підвищується вихід екстракту.
Двухотварочний спосіб дозволяє переробляти солод різної якості. У заторном апараті готують затор, витримують білкову паузу 15-30 хв при 40-45 ° С. Далі в отварочний котел подають 1/3-1/2 затору (густа частина) - першу отварку. Її повільно підігрівають до 61-63 ° С, витримують 20-30 хв, потім осахаривают 15-30 хв при 70-72 ° С, після чого доводять до кипіння і кип'ятять протягом 20-30 хв.
Першу отварку повільно повертають в основний затор, щоб підвищити температуру до 61-63 ° С, і витримують мальтозний паузу протягом 15-20 хв. Потім відбирають другу отварку в кількості 1 / 3 густий заторно маси, нагрівають її до 70-72 ° С, витримують 15-20 хв, потім нагрівають до кипіння і кип'ятять 7-10 хв. Готову отварку повільно перекачують до основного затору. При цьому температура затору піднімається до 70-72 ° С і проводиться оцукрювання крохмалю, контрольоване по йодної пробі (зазвичай 20-30 хв).
При використанні солодів зниженої якості терміни витримки при температурі оцукрювання можуть бути збільшені до повного оцукрювання затору, але тривалість витримки не повинна перевищувати 1 ч.
Після повного оцукрювання затор підігрівають до 75-77 ° С і передають на фільтрування.
При всіх способах затирання для інтенсифікації тепло-, мас-сообменних і ферментативних процесів під час підігріву заторно маси в апаратах працюють мішалки з великою частотою обертання, при витримці при різних температурних паузах - з невеликою частотою обертання для запобігання переходу в розчин високомолекулярного β-глюкану. Швидко - зі швидкістю 3,8 м / с - при великому діаметрі мішалки з двома лопатями і при використанні раніше вальцевого дробарки, і 4,3 м / с - за разваривании рисової січки та кукурудзяного борошна; повільно - 50% від швидкості швидкою. При температурі вище 55 ° С мішалку на температурних паузах, якщо це можливо, слід вимикати або знижувати швидкість до мінімуму.
При перекачуванні отваркі в отварочном котлі мішалка обертається повільно, а в заторном - швидко. Перекачування затору на фільтрацію повинна здійснюється при повільному обертанні мішалки, при цьому затор перекачують зі швидкістю не більше 1,5 м / с.
Процеси, що відбуваються при затирання На перших стадіях затирання в розчин переходять вуглеводи, частково білки і продукти їх гідролізу, пектинові, дубильні і гіркі речовини, ферменти і мінеральні солі, складові 10-15% сухих речовин солоду. У несоложеним сировину їх в 2-3 рази менше. Основні ж компоненти зернопродуктів - крохмаль і білки нерозчинні. Тому їх переклад в розчинний стан здійснюється в результаті направленої дії ферментів.
При затирання крохмаль проходить три стадії: клейстеризації, розрідження і осахаривание. Власне гідроліз крохмалю (осахаривание) представляє собою розрідження крохмального клейстеру, яке супроводжується накопиченням у середовищі декстринів, мальтози і глюкози, в силу чого сусло має солодкий смак.
Гідроліз крохмалю схематично можна представити в наступному вигляді: Крохмаль → Амілодекстріни → Ерітродекстріни → Ахродекстріни → Мальтодекстрин → Мальтоза → Глюкоза.
Процес оцукрювання контролюється за йодної реакції, так як крохмаль і декстрини дають різний колір з йодом: крохмаль і амілодекстріни - синій, ерітродекстріни - червоно-бурий, ахродекстріни та інші продукти гідролізу колір йодного розчину не змінюють. У бродильному виробництві термін «осахаривание» означає не процес перетворення крохмалю в цукру, а зникнення забарвлення йодного розчину.
До гідролізу крохмалю при затирання висувають такі вимоги: сусло не повинно містити аміло-і ерітродекстрінов, але крім мальтози в суслі повинні міститися ахро-і мальтодекстрину, які надають пиву повноту смаку і підвищують його в'язкість.
При правильно проведеному затирання повинно утворитися 20-30% декстринів і 70-80% «сирий» мальтози, до якої відносяться всі продукти гідролізу крохмалю, що володіють редукуючої здатністю, у перерахунку на мальтозу.
Продукти гідролізу некрахмальних полісахаридів підвищують вихід екстракту, знижують в'язкість розчину, сприятливо впливають на смак пива, утворення піни та її стійкість.
Цитолитические ферменти гідролізують геміцелюлози і гуммі-речовини, що входять до складу клітинних стінок зернової сировини. При цьому утворюються декстрини, глюкоза, ксилоза та арабіноза.
Гідроліз некрахмальних полісахаридів залежить від дії протеолітичних ферментів на білок, з яким ці речовини пов'язані.
Білки, як і крохмаль, починають гидролизоваться в процесі солодоращения. Їх гідроліз відбувається під дією ендопептидаз солоду. Ферментативне розщеплення білків можна представити у вигляді такої схеми: Білки → альбумоз → Пептони → Поліпептиди → Пептиди → Амінокислоти. При затирання в сусло повинно переходити близько 35% білків від загального вмісту в зернопродуктах.
Рекомендується таке співвідношення фракцій продуктів гідролізу білка (%): А: В: С = 25:15:60. Високомолекулярні продукти гідролізу білка (фракція А) впливають на стійкість пива. Пептони та поліпептиди (фракція В) зумовлюють утворення піни пива, а пептиди й амінокислоти (фракція С) необхідні для харчування дріжджових клітин. Недостатній гідроліз білка призводить до різкого зниження органолептичних властивостей пива та його стійкості при зберіганні.
При затирання протікають численні неферментативного процесу: екстракція утворюються розчинних речовин, освіта меланоидинов, часткова коагуляція білків і ін
Основними факторами, що впливають на вихід екстракту та його склад, є співвідношення фермент: субстрат, тривалість процесу, температура і рН затору.
Зі збільшенням концентрації затору ферментативні реакції сповільнюються. Тому концентрація затору зазвичай не перевищує 16%.
Вплив температури при затирання обумовлено температурним оптимумом і термостабильностью ферментів. Так, при 63 ° С утворюється велика кількість мальтози і мало декстринів. З підвищенням ж температури до 70 ° С гідроліз крохмалю протікає швидше, але внаслідок інактивації β-амілази накопичуються переважно декстрини.
Оптимум рН для дії ферментів залежить від температури середовища. Як правило, з підвищенням температури підвищується і рН-оптимум. Так, для спільного дії амілаз при температурі затору 65 ° С рН-оптимум становить 5,6.
Зі збільшенням тривалості затирання в суслі накопичуються низькомолекулярні продукти гідролізу крохмалю та білків.
Підкислення затору Цей захід особливо необхідно проводити для пивзаводів, які працюють на жорсткій воді. Підкислення затору має велике значення при отриманні світлих сортів пива, так як сусло після підкислення стає світліше.
Підкислення затору сприяє переходу екстрактивних речовин зернової сировини в сусло і покращує смакові властивості пива.
Затирання має на меті - знизити рН затору до оптимальної величини, рівної 5,3-5,5, при якій ферментативні процеси проходять більш активно, ніж при більш високому рН.
Концентрація водневих іонів впливає на процеси затирання і коагуляцію білків при кип'ятінні. Вона сприяє освітленню сусла і пива, збільшує вихід екстракту.
Найбільш поширений і простий спосіб - підкислення затору молочною кислотою з розрахунку 0,06-0,09% до маси затертого сировини у перерахунку на 100%-ву кислоту.
Відміряну кількість молочної кислоти розбавляють двома-трьома частинами води. Розбавлену кислоту поволі вливають у заторний котел при працюючій мішалці. Періодично визначають рН затору і залежно від результатів змінюють дозування кислоти. Додавання молочної кислоти підвищує активність ферментів, збільшує вихід екстракту, зменшує витяг гірких і ароматичних речовин оболонки, покращує коагуляцію білків при кип'ятінні, підвищує якість пива.
Підкислити затор можна також додаванням сульфату кальцію - гіпсу (гіпсування затору). Сульфат кальцію взаємодіє з карбонатами і лужними фосфатами і рН затору зсувається в кислу сторону. Витрата гіпсу визначають, виходячи зі змісту гідрокарбонатів у воді, з розрахунку на 1 г СаО 3,07 г СaSО ₄ • 2Н ₂ О. Розрахована кількість гіпсу засипають у заторний котел на початку затирання. Гіпсування затору також підвищує вихід екстракту і покращує якість сусла і пива.
2.4 Фільтрування затору
Осахаренний затор представляє собою суспензію, що складається з двох фаз: рідкої (пивне сусло) і твердої (пивна дробина).
Фільтрування затору підрозділяється на дві стадії: фільтрування першого (основного) сусла і вилуговування, яке представляє собою вимивання екстракту, задерживаемого дробиною. Сусло і промивні води повинні бути прозорими, щоб уникнути труднощі наступних технологічних операцій і погіршення якості пива.
Сучасні вимоги до системи поділу затору полягають у наступному:
- Високий вихід екстракту;
- Коротка і відтворна тривалість процесу;
- Висока якість фільтрації (сусло без присутності зважених часток і недоосахаренного крохмалю);
- Низька вологість дробини;
- Мінімальна кількість стічних вод;
- Мінімальний вміст кисню в суслі.
Один з варіантів зменшення загального часу фільтрації полягає в тому, що, одночасно зі звичайною фільтрацією через шар дробини, за допомогою спеціальних пристосувань проводиться відбір верхнього, вже відстояного, шару сусла. Відібране сусло звичайно пропускається через фільтр-блок. У таких умовах процес протікає досить швидко, а фільтруючий шар ущільнюється повільніше і не вимагає глибинного розпушування. Це знижує кількість суспензії, що потрапляє в сусло.
Використовувана система поділу затору, її фізичний і моральний знос мають вирішальний вплив величину втрат екстракту в дробини.
Відомо, що чим вище екстрактівность сусла, тим менше вихід екстракту, тому тенденція до виробництва сусла і пива з високою екстрактивністю без застосування спеціальних прийомів і обладнання може призвести до збільшення витрат сировини на виробництво одиниці продукції. Слід взяти до уваги, що зниження величини засипу не завжди призводить до зниження обсягу виробництва пива.
Для збереження колишніх обсягів виробництва можна використовувати мальтозний патоку. Іншим способом зниження витрати зернової сировини є використання заторних фільтрів, які дозволяють отримати значення виходу екстракту близькі до 100%. Важливим є той факт, що при роботі на заторних фільтрах вимоги до якості перероблюваної солоду можуть бути дещо менш жорсткими завдяки меншому його подрібнення. Встановлення такого обладнання, природно, вимагає значних витрат, проте переваги використання заторних фільтрів слід враховувати при заміні фільтр-чанів застарілої конструкції.
Підвищення втрат екстракту при виробництві 15-18% сусла при роботі на фільтр-чанах може бути також частково компенсовано:
- Повторним використанням промивної води;
- Застосуванням углеводсодержащих сиропів.
Повторне використання промивної води може сприяти підвищенню виходу екстракту. При виробництві високощільного сусла цей ефект виражений ще сильніше. Але, тим не менш, відомо, що цей прийом чинить негативний вплив на якість сусла і на кожному підприємстві встановлюється щільність останньої промивної води.
Деякі заводи практично не збирають промивні води (за винятком виробництва особливо щільних сортів чисто солодового пива). Зазвичай їх використовують для промивання дробини наступної варіння. У тому випадку, якщо промивні води все ж таки використовуються повторно, вони повинні зберігатися між двома варіння сусла гарячими в резервуарі, конструкція якого забезпечує можливість відділення промивних вод від осілого осаду (шляхом декантації). Крім того, резервуар і сполучають його трубопроводи повинні ефективно промиватися і дезінфікуватися, у противному випадку він стає джерелом інфекції.
Застосування промислових ферментних препаратів, що мають β-глюканазной активністю при використанні класичних фільтраційних чанів дозволяє в деякій мірі підвищити вихід екстракту в варочном цеху, але в цілому вихід екстракту при виробництві високоекстрактівних сортів пива завжди нижче. Позитивним моментом є скорочення тривалості процесу фільтрування за рахунок скорочення часу збору промивних вод.
Вибір екстрактивності випускається сусла на конкретному підприємстві обумовлений використовуваним обладнанням та його технічним станом.
Способи та технологічні режими фільтрування Найбільш поширеними є періодичні способи фільтрування з використанням фільтраційного апарату або фільтр-преса. Безперервні способи фільтрування, центрифугування, вакуум-фільтрування, автоматизація процесу з різних причин поки що не знайшли широкого застосування.
Для фільтрації затору використовуються заторно-фільтраційні і фільтраційні чани, а також заторні прес-фільтри.
Фільтруючої основою у фільтр-чані служить сітчастий елемент, який дає опору фільтруючому шару дробини, а у фільтр-пресі - поліпропіленові мембрани (серветки), за допомогою яких йде фільтрація.
Найбільші проблеми з виходом екстракту або з тривалістю фільтрування виникають при роботі на фільтр-чанах старої конструкції. Часто це буває пов'язано з перевищенням нормального навантаження на сито. При сухому дробленні на деяких підприємствах фактичне навантаження на сито становить більше 190 кг / м ^2, при максимально допустимих значеннях 180 (оптимально 160-175) кг / м ^2. Для таких підприємств поліпшення економічних показників при виробництві сусла може бути досягнуто зниженням величини засипу.
Заторно-фільтраційний чан є найстарішою (і повільної) системою з усіх існуючих. До його переваг відноситься невисока вартість і простота обслуговування.
У заторно-фільтраційному чані відбувається осахаривание і фільтованіе затору. У порівнянні з іншими типами устаткування, при роботі на заторно-фільтраційному чані використовується дробина найбільш грубого помелу. До його характерним особливостям відноситься невеликі площа фільтрації і вихід екстракту. Але оскільки на заторно-фільтраційному чані товщина шару дробини (дуже великої фракції) є найбільшою, за допомогою цього типу обладнання можна отримати найбільш прозоре сусло.
Невисокий вихід екстракту частково компенсується можливістю використання меншої кількості води при приготуванні затору (приблизно 2 дм ³ на 1 кг дробини), а також можливістю промивання дробини великою кількістю води.
Швидкість збору сусла в заторно-фільтраційному чані зазвичай регулюється вручну. При фільтрації перший сусла частки дробини як би «плавають» у ньому - такий ефект спостерігається тільки на цьому обладнання. Перше сусло має високу в'язкість, швидкість його збору невелика. Це дозволяє попередити осідання частинок на фільтраційному ситі.
У заторно-фільтраційному чані видалення пивної дробини здійснюється вручну або за допомогою обертового пристрою, який зрушує дробину у напрямку до розвантажувального люка.
Сучасні фільтраційні чани, так само, як і прес-фільтри, можуть забезпечувати фільтрацію 12 заторів на добу. Їх обслуговування нетрудомістке. Більшість пивоварень використовує сьогодні саме фільтр-чани сучасної конструкції.
У фільтраційному чані частки дробини осідають на фільтраційному ситі. У сучасного обладнання сито зроблено з нержавіючої сталі.
Площа фільтрації у цього типу обладнання значно більше, ніж у заторно-фільтраційного чана. У той же час фільтруючий шар у ньому менш товстий.
На першій фазі фільтрування затор перекачують у фільтраційний апарат, де він відстоюється для формування фільтруючого шару висотою 30-40 см. Потім починають фільтрування, причому перше каламутне сусло повертають у фільтр-апарат. Після закінчення фільтрування перший сусла дробину промивають водою температурою 70-80 ° С. Промивання ведуть до вмісту сухих речовин в промивної воді 0,5%. Подальше вимивання екстракту економічно недоцільно, оскільки веде до видужування речовин, що погіршують смак пива, і перевитрати палива на випарювання надлишку води.
Перед подачею затору під сита подають воду таким чином, щоб над ними утворився шар води в 1-1,5 см. Щоб знизити навантаження на сито і зробити розподіл густий фракції затору більш рівномірним, при перекачуванні в чан затору включається розпушувач. Після того, як перекачаної затор залишають у спокої на 25-30 хв, в чані осідає фільтруючий шар. Він складається з наступних шарів:
1. найтоншого шару каламуті;
2. основного шару грубих часток дробини (лушпиння і крупка);
3. тонкого тістоподібного шару дрібних часток.
Щоб прибрати муть, що пройшла через сито, на якийсь момент (зазвичай попарно) відкриваються фільтраційні крани. При цьому під ситом утворюються віхреобразний завихрення рідини, що піднімають каламуть, яка разом з рідиною виходить з чана. Вода і каламутне сусло перекачуються назад у чан. Коли починає йти прозоре сусло, його направляють в сусловарку. Краща якість досягається при невеликій швидкості фільтрації
При роботі на фільтраційному чані використовується дробина більш тонкого помелу. Це збільшує опір фільтруючого шару. У результаті навіть невелике збільшення в'язкості сусла надає значний вплив на час фільтрації. Цей недолік компенсується за допомогою застосування спеціального розпушуючих механізму. Він являє собою обертову по колу штангу, на якій укріплені прямі або хвилеподібні ножі. На кінці ножів укріплені пропашнікі (черевики) - плугообразние поперечні елементи. Щоб забезпечити можливість розпушування фільтруючого шару на різній висоті, вісь, на якій обертається штанга рихлителя може розсуватися по вертикалі.
Для того, щоб не порушити цілісність фільтруючого шару, не «прорвати» його, швидкість обертання розпушуючих елементів (ножів) повинна бути мінімальною. Щоб компенсувати малу швидкість обертання, фільтруючий шар розпушують за допомогою багатьох ножів одночасно (як варіант - використовуються ножі з подвійними пропашнікамі).
Види підпушувачів розрізняються за кількістю поперечних штанг, на яких укріплені обертаються по колу ножі. Зазвичай у фільтраційному чані монтують дві, три, чотири або шість штанг розпушувача. Їх кількість залежить від величини (діаметра) чана.
Після закінчення фільтрації залишилася в котлі дробину вивантажують з допомогою того ж розпушувача. Для цього ножі розгортають плоскою стороною по напрямку руху і згрібають ними дробину в люк для вивантаження. Також вивантаження дробини може проводиться шляхом опускання закріпленої на розпушувачи спеціальної смуги.
Спосіб фільтрації затору залежить від типу випускається пива і конструкції фільтраційного чана. При цьому розпушуючих механізм може працювати безперервно або періодично, в цьому ж режимі подається і вода - коли процес фільтрації призупиняється, проводиться перемішування дробини.
Робота на фільтраційних чанах полегшується тим, що всі вони, як правило, повністю автоматизовані. Це дає можливість не тільки регулювати швидкість фільтрації, а й контролювати різниця тисків над і під ситом. Якщо різниця падає нижче нормального рівня, це означає, що відбулося «осідання» затору. Для того щоб виправити становище, фільтрацію припиняють, розпушувач опускають у нижнє положення і починають перемішувати фільтруючий шар. Після 5-10 хв розпушування фільтрацію можна відновлювати.
Під час фільтрації може бути виміряні такі параметри, як:
- Швидкість потоку сусла (дозволяє отримати інформацію про загальний обсяг зібраного сусла);
- Різниця тисків над і під ситовим простором (безпосередньо обумовлюється опором фільтруючого шару потоку сусла);
- Прозорість сусла (сусло повинно мати мутність менше 5 одиниць ЄВС при утриманні зважених часток не більше 1 мг / л);
- Щільність сусла (як тільки щільність зменшується, в'язкість сусла знижується і процес фільтрування пришвидшується);
- Температура води, що подається на промивання.
Для регулювання процесу фільтрування коректуються:
- Швидкість проходження сусла через шар дробини (швидкість збору фільтрату);
- Швидкість промивання дробини (швидкість зневоднення фільтруючого шару і кількість води над ним);
- Температура води, що подається на промивання (висока температура призводить до зниження в'язкості сусла, але одночасно збільшує екстракцію небажаних компонентів оболонки;
- Розпушування та вирівнювання шару дробини (головним чином для зменшення зростаючої різниці тисків над і під шаром дробини;
- Повернення сусла - після початку фільтрування і часто після зупинки фільтрації внаслідок «осідання» затору сусло повертають у фільтраційний чан до тих пір, поки воно не стане прозорим, після чого його направляють в сусловарочному котел.
Фільтр-прес є основним конкурентом фільтраційного чана, але поки що більшість пивоварів працює на фільтр-чанах сучасної конструкції. Фільтр-прес є досить ефективним і компактним видом обладнання.
У фільтр-пресі в якості основного фільтруючого шару використовується серветка зі спеціальної тканини, тому допускається більш тонкий помел зернопродуктів. Після збору першого сусла дробину промивають водою температурою 75-80 ^о С до густини промивних вод 0,5-0,7%.
Товщина шару дробини складає в сучасному фільтр-пресі лише 4-6 см (у фільтр-пресі старого зразка - 6-7 сантиметрів).
За своєю будовою і принципом дії всі фільтр-преси схожі на кізельгурових рамні фільтри. Фільтруючий елемент обладнання старого типу складається з рам і опорних плит, які перемежовуються не фільтр-картоном, а спеціальними серветками із синтетичної (або бавовняної) тканини. Плити і рами стикаються один з одним. При їхньому з'єднанні в один фільтрувальний блок, отвори плит і рам утворюють канали для циркуляції затору, сусла та води. Блок щільно стискається за допомогою гідравлічного затиску, що забезпечує його герметичність. Заторних маса подається у внутрішню порожнину рам. З допомогою створюваного надлишкового тиску сусло проходить через серветки і по рифленої поверхні опорних плит стікає до кранів. Залишки сусла з дробини витісняються стисненим повітрям або парою, а після вимиваються гарячою водою. Робочий цикл звичайного фільтр-преса складає близько 4 ч.
Радикальні зміни в конструкції, що дозволили говорити про появу нового покоління фільтр-пресів, відбулися в 1990 р, коли компанія «Meura SA» (Бельгія) продемонструвала свій новий фільтр-прес (Mash filters) «Meura 2001».
Фільтраційний блок преса нового покоління складається з поліпропіленових мембранно-камерних модулів (рифлених плит, покритих з обох сторін еластичною мембраною) і гратчастих фільтруючих плит товщиною 40 мм (з двох сторін закриті фільтрувальними серветками).
Перша стадія фільтрації на Майшев-фільтрі проходить практично за традиційною схемою. Заторних маса подається в камери під надлишковим тиском, сусло видавлюється через фільтрувальні серветки і виводиться в спеціальний збірник. Після того, як через камери пройде весь затор, вони заповнюються дробиною.
На другій стадії в мембранно-камерний модуль подається стисле повітря. Еластичні поліпропіленові мембрани лунають в сторони і вичавлюють з шару дробини залишки першого сусла.
Промивання дробини водою також відбувається у дві стадії - власне промивка і ступенем вилучення дробини промивної води.
Після цього дробину віджимають остаточно. Оптимальна вологість повинна складати близько 32%. Якщо вона буде меншою - затрудняється транспортування вивантажений дробини по трубопроводу. Під час цієї (останньої) операції фільтраційні блоки і модулі автоматично розсуваються і дробина вивантажується у спеціальний бункер. Вивантажена дробина зазвичай транспортується по трубопроводу (за допомогою стисненого повітря) в силос, звідки вивантажується в транспортні засоби, які доставляють її споживачам.
Весь робочий цикл Майшев-фільтра складає близько 100-110 хв, що робить можливим проведення 12 фільтрацій затору на добу. До переваг цього обладнання відноситься простота обслуговування - фільтрувальні серветки можна промивати, не виймаючи їх з фільтра. Промивання виробляється слабколужних розчином.
Майшев-фільтри здатні працювати з солодом дуже тонкого помелу, забезпечуючи максимальний вихід екстракту (100%). Так як кількість води, що подається для промивання дробини, в цьому випадку менше, ніж в інших системах, при використанні заторними фільтра можна отримати сусло дуже високої щільності.
Крім «Meura SA» найбільш якісні фільтр-преси нового покоління виробляють компанії «Ziemann» (Німеччина), «Landaluse» (Іспанія), «Nordon» (Франція). У країнах СНД більш відома продукція «Meura SA» та «Ziemann».
Процеси, що відбуваються при фільтруванні затору Фільтрування перших сусла являє собою в основному фізичний процес. При вилуговуванні дробини водою протікає конвективна дифузія, а також різні хімічні процеси, у тому числі обмінні реакції.
Зі зниженням концентрації сусла його рН зростає від 5,7 до 6,2. Це призводить до збільшення розчинення кремнієвої кислоти, поліфенольних, дубильних, гірких і інших речовин оболонки зернопродуктів. Це підвищує кольоровість пива, що може служити причиною погіршення його смаку.
На швидкість фільтрування впливають такі фактори, як: склад і висота фільтруючого шару. При фільтруванні на фільтр-апараті фільтруючим шаром є шар дробини, що утворюється при відстоюванні затору. Солод хорошого розчинення, що має рекомендований склад помелу, дає пухкий, легкопроніцаемий шар.
На швидкість фільтрування істотно впливає температура, яка повинна бути не вище 78 ^о С, щоб уникнути інактивації ферменту α-амілази. Вона завершує доосахаріваніе залишків крохмалю. Крім того, більш висока температура сприяє збільшенню розчинності продуктів гідролізу білка, поліфенольних та інших речовин, що впливає на стійкість пива.
У лужній воді легко розчиняються дубильні і гіркі речовини оболонок. Але при тривалому екстрагуванні навіть вода нормального складу витягує з оболонок речовини, що сприяють появі неприємного смаку пива.
Утилізація дробини Після відділення сусла залишається значна кількість пивної дробини. Зазвичай її використовують як високоякісного корму для домашніх тварин. Поживна цінність дробини становить приблизно одну п'яту від поживності ячменю - велика кількість речовин вимивається з неї під час затирання.
На відміну від натурального зерна пивна дробина набагато краще засвоюється організмом. У ній практично немає вітамінів, досить багато білка і цукрів. На думку чеських фахівців, за вмістом білків дробина наближається до бобових, а крохмальних речовин у ній більше, ніж у висівках.
Вміст сухих речовин у дробини може становити 19-36% залежно від використовуваної системи відокремлення сусла. Тому для її збереження на тривалий час її піддають сушінню.
У місцях, де пивоварний завод знаходиться в безпосередній близькості від фермерських господарств, дробину зазвичай вивантажують в сирому вигляді - для силосування та подальшого застосування.
2.5 Кип'ятіння сусла з хмелем
Фільтроване перше сусло і отримані після промивання дробини води направляють у сусловарочному апарат і піддають кип'ятінню з хмелем. За конструкцією ці апарати аналогічні заторними і являють собою зварний циліндричний резервуар з паровою сорочкою, сферичним днищем і кришкою, що забезпечує інтенсивну кругову циркуляцію киплячого сусла.
Способи і режими кип'ятіння сусла з хмелем Для того, щоб оберегти сусло від інфікування і максимально продовжити активність ферментів, його температуру в сусловарочному апараті підтримують у межах 73-75 ° С. Сюди ж надходять і промивні води. Після набору перевіряють повноту оцукрювання пробою на йод. При негативній реакції в сусло додають 0,5% витяжки з наступного затору або ферментні препарати і витримують при температурі не вище 75 ° С до повного оцукрювання.
Сусло кип'ятять тільки після заповнення сусловарочному апарату. Для проведення подальших стадій технологічного процесу приготування пива потрібна біологічна чистота сусла, від якої залежить стійкість кінцевого продукту. Для цієї мети достатня тривалість кип'ятіння 20-25 хв, однак на практиці сусло кип'ятять близько 1,5-2 години (не більше). Тільки тривале кип'ятіння сусла дозволить закріпити потрібне співвідношення окремих фракцій білкових речовин, згортання деяких нестійких білкових речовин у вигляді великих пластівців, які в подальшому випадуть в осад і приведуть до освітлення сусла.
При кип'ятінні з хмелем сусло упарюють до потрібного змісту сухих речовин при швидкості випаровування води 5-6% в год до маси сусла. Одночасно відбуваються стерилізація сусла, стабілізація та ароматизація його складу гіркими речовинами хмелю, коагуляція (згортання) деякої частини розчинених білків. Повністю інактивуються ферменти. Дубильні речовини хмелю, добре розчинні у воді, мають здатність осаджувати білки, в тому числі і не обложені дубильними речовинами солоду. Великі пластівці згорнутого білка осідають, захоплюючи частки каламуті, сусло освітлюється.
Найбільш інтенсивно сусло кип'ятять в середині варіння. На початку варіння намагаються уникнути сильного спінювання, а в кінці - гарантувати гарну освіту пластівців.
Питома витрата хмелю на 1 дал пива в залежності від якості хмелю (змісту α-кислоти) і сорти пива становить від 20 до 60 р. хмелепродуктів в сусло вносять у два, три або чотири прийоми (якщо застосовують цілі шишки), причому останню порцію - незадовго до кінця кип'ятіння.
При внесенні хмелю в два прийоми всю порцію ділять на дві частини: першу задають у сусловарочному котел після того, як у нього надійшло перше сусло, другу - за 30-40 хв до кінця кип'ятіння.
При триразовою завданню 50% хмелю додають після набору перших сусла, 30% - за годину і останні 20% - за 20 хв до кінця кип'ятіння.
Таким чином, для поліпшення смаку пива рекомендується спочатку кип'ятити сусло без хмелю, тоді на білки будуть діяти тільки дубильні речовини солоду. При додаванні хмелю до сусла, частково звільненому від білків, воно набуває сильний хмільний аромат, але без брутальної гіркоти. Якщо ж в сусло додавати хміль на початку кип'ятіння, то дубильні речовини солоду, як більш слабкі, не взаємодіють з білками і залишаються в розчині, надаючи сусла грубуватий смак.
Закінчення процесу кип'ятіння сусла визначають за вмістом сухих речовин у ньому, згортання білково-дубильних речовин, утворення пластівців і прозорості гарячого сусла.
В останні роки поширення одержав спосіб вторинного використання останньої порції хмелю, який піддається в сусловарочному котлі короткочасного кип'ятіння. У цій порції хмелю залишається достатня кількість гірких речовин, тому його можна використовувати повторно для охмеління сусла.
Процеси, які відбуваються при кип'ятінні сусла з хмелем При кип'ятінні хмелю в сусло переходить значна частина його вуглеводів, білкових, гірких, дубильних, ароматичних і мінеральних речовин. Ароматизація сусла відбувається в результаті розчинення в ньому специфічних складових частин хмелю і продуктів реакції меланоидинообразования.
Ефірне масло при тривалому кип'ятінні випаровується. Найбільш повно використовується ефірна олія хмелю останньої порції, що задається в кінці кип'ятіння. Залишок хмелевого масла або продукти його перетворення беруть участь у створенні аромату пива.
На стадії варіння сусла з хмелем відбувається теплова коагуляція (випадання пластівців) білка. Вона проходить у два етапи. На першому відбувається часткова дегідратація молекул білка, на другому - дегідратованих молекули з'єднуються між собою і утворюють пластівці.
Утворенню білкових пластівців у суслі сприяють:
1. збільшення часу кип'ятіння (але зростає витрата електроенергії);
2. підвищені тиск і температура (але зростає вміст диметилсульфіду);
3. інтенсивне варіння киплячого сусла;
4. низький рівень pH (5,2) у присутності сульфатів і хлоридів.
Кип'ятіння сусла з хмелем супроводжується зниженням його в'язкості і підвищенням кольоровості в результаті реакції меланоидинообразования, карамелізації цукрів, окислення поліфенольних речовин і розчинення фарбувальних речовин хмелю.
На розчинення гірких речовин впливає концентрація водневих іонів, тривалість процесу, склад води, а також концентрація сусла.
При лужній реакції розчинність гірких речовин вище, ніж при кислому. У суслі в основному залишаються тільки продукти перетворення α-гіркою кислоти, що зумовлюють згодом гіркоту пива, за рахунок цього змінюється рН. Дубильні речовини хмелю прискорюють коагуляцію білків.
При роботі з м'якою водою утворюються кислоти сприяють осадженню гірких речовин, тим самим знижуючи відчуття гіркоти. При використанні карбонатних вод дію кислот на початку бродіння нейтралізується.
При високій концентрації сусла в середовищі зростає кількість коагуліруемого білка, який при осадженні виводить з розчину гіркі речовини. З цієї причини при упарюванні концентрованого сусла кількість введеного хмелю збільшують.
2.6 Відділення сусла від хмелевою дробини
Про хмеленное сусло направляють в хмелеотделітель, охолоджують до температури 4-6 ° С, після чого сепарують для видалення білкових пластівців (або грубих суспензій). Хмелева дробина затримується на ситі, сусло відцентровим насосом перекачується в збірник для охолодження та освітлення.
При цьому сусло насичується киснем, це необхідно для подальшого розвитку дріжджів. Потім хмільну дробину промивають гарячою водою для додаткового вилуговування екстрактивних речовин хмелю. Промивні води приєднуються до сусла в сусловарочному апараті.
Мокра хмельова дробина містить у собі досить багато сусла (1 кг хмелю здатний увібрати 5-7 дм ³ сусла). Тому рекомендується проводити промивання хмелевою дробини для зниження в ній змісту сусла до 2 дм ³ на 1 кг.
2.7 Найбільш відомі зарубіжні виробники варильних порядків
Провідними світовими лідерами у виробництві обладнання варильних відділень пивоварних заводів є (в алфавітному порядку) «Anton Steineker Maschinenfabrik GmbH» (Німеччина), «Huppmann Group» (Німеччина) і «Ziemann Group» (Німеччина).
За даними компанії «Anton Steineker Maschinenfabrik GmbH» російський пивоварний ринок освоєний фірмами в наступних обсягах: «Steineker" - близько 60%, «Huppmann Group» - близько 30%, «Ziemann Group» - близько 10%.
Компанія «Anton Steineker Maschinenfabrik GmbH» була заснована в 1875 р. Сьогодні вона спеціалізується на виготовленні варильних порядків «під ключ». Сусловарочному котли «Merlin», вироблені цією компанією, є інноваційною технікою, що практично не мала на сьогодні аналогів. Компанією «Steineker» виробляються варильні порядки, фільтри, ділянки ферментації і доброджування, а також здійснюється планування і оснащення пивзаводів «під ключ». Проекти розробляються у співпраці з групою «Krones». За словами її представників, фірма «Steineker» першою з компаній-метрів, що виробляють варильні порядки, почала всерйоз працювати на території СНД.
Відмінною особливістю компанії «Huppmann», є те, що вона приділяє наданню послуг таку ж увагу, як і виробництва устаткування. Девізом компанії є фраза «Ми забезпечимо все, що Вам знадобиться: від маленького гвинтика до комплектного пивзаводу та фахівців для введення в експлуатацію».
При виготовленні обладнання «Huppmann» використовує чимало оригінальних «ноу-хау». До останніх належить дробарка «MILLSTAR» системи «Lenz» (продуктивність до 50 т / год), що проводить дроблення без доступу кисню (у середовищі інертного газу), оригінальні лопаті заторними котла «Huppmann» (технологія щадного перемішування), ножі розпушувача з подвійним черевиком і грати «подвійного дна», що володіють підвищеною ефективністю.
За даними, наданими компанією «Huppmann», в Росії її обладнання працює на ВАТ «Пивоварна компанія« Балтика », (Санкт-Петербург), ЗАТ« МПБК «Очаківське» (Москва), ВАТ «Червоний Схід» (Казань), Калузької пивоварної компанії, ЗАТ «Клинский пивокомбінат», ВАТ «Опанас-пиво» ​​(Тверь), ВАТ «Амур-пиво» ​​(Хабаровськ), ВАТ «ПАТРА» (Єкатеринбург), ЗАТ «Росар» (Омськ), ВАТ «Пікрія» (Красноярськ ), «Пивзавод« Самко »(Пенза), ВАТ« Томське пиво », ВАТ« Пивоварна компанія «Тульське пиво», ТОВ «Російська пивоварна компанія» (Рязань), ВАТ «Балтика-Дон» (Ростов-на-Дону), а крім цього на ВАТ «Миколаївський пивзавод« Янтар »(Україна), ЗАТ« Сармат »(Донецьк, Україна), ВАТ« Пивзавод «Рогань» (Харків, Україна), ЗАТ «Оболонь» (Київ, Україна), «Динал Лтд »(Алмати).
Компанія «Ziemann Group» також є одним з найстаріших світових виробників пивоварного обладнання. Заснована в 1852 р, у РФ працює з 1998 р. Сьогодні «Ziemann Group» складається з трьох європейських компаній: «A. Ziemann GmbH », (Німеччина),« Ziemann + Bauer GmbH »(Німеччина),« Ziemann-Hengel SA »(Франція), а також дочірнього підприємства« Ziemann-Liess SA »(Бразилія).
«Ziemann Group» спеціалізується на виготовленні обладнання високої продуктивності. Саме ця компанія виготовила найбільш потужні в світі варильні порядки, розташовані на пивоварному заводі «GRUPO MODELO» (Мексика). Діаметр фільтр-чана дорівнює 14,6 м, вихід гарячого сусла високої щільності становить 1400 гектолітрів за варіння, оборотність - 10 варок на добу.
За словами представників «Ziemann», компанія є «№ 1» в Центральній і Південній Америці, Чехії, Польщі і на Україні.
До оригінальним ноу-хау «Ziemann Group» належить унікальна система кип'ятіння сусла з використанням вакуумного випаровування, що дозволяє в широкому діапазоні регулювати фізико-хімічні параметри сусла.
2.8 Охолодження й освітлення сусла
У гарячому охмелене суслі повністю відсутній кисень, в ньому містяться грубі суспензії, які утворилися при кип'ятінні його з хмелем. Розмір зважених часток може складати від 30 до 80 мкм. Якщо від них не позбутися, вони можуть утруднити подальшу фільтрацію пива або, що ще гірше, осісти при бродінні на стінках дріжджових клітин - «обклеїти», «обліпити» їх, тобто порушити їх проникність, утруднюючи дифузію цукрів у клітку. У цьому випадку бродіння може погіршитися або зовсім згаснути. Наявність суспензій негативно впливає на доброжування пива і колоїдну стійкість готового продукту.
З пониженням температури осідають грубі суспензії і виділяються тонкі суспензії, сусло насичується киснем, що сприяє нормальному розмноженню дріжджів і повному виділенню коагуліруемих білків.
Метою охолодження та освітлення сусла є зниження його температури, насичення сусла киснем повітря і осадження зважених часток.
У залежності від методів бродіння (низового чи верхового) сусло охолоджують до температури 6-7 або 14-16 ° С.
Способи і технологічні прийоми охолодження та освітлення сусла Розрізняють такі способи освітлення сусла як седиментація під дією сили тяжіння (відстоювання), при якій поділ здійснюється завдяки різниці між відносною щільністю рідкої і твердої фаз, і седиментація під дією відцентрової сили, яка перевищує силу тяжіння в 3000-4500 разів (для сучасних Суслових сепараторів), внаслідок чого швидкість осідання тонких суспензій значно підвищується.
Для підготовки сусла до бродіння застосовують комбіновану установку, що складається з двох апаратів: перший для видалення грубих суспензій (осаду) і другий для охолодження сусла до заданої температури бродіння. Таким чином, охолодження сусла проводять в дві стадії.
Перша стадія - охолодження гарячого сусла до 60-70 ° С - звичайно може відбуватися, наприклад, у відстійному (осадовому) апараті і триває 1,5-2 год, тобто порівняно повільно. Він являє собою сталевий циліндричний резервуар з плоским, злегка похилим дном і сферичної кришкою. У кришці апарата встановлено витяжна труба, під якою укріплений розподільний конус. Для охолодження сусла служить сталевий змійовик, розміщений всередині резервуара. Для декантації охолодженого та освітленого сусла в апараті є шарнірно закріплений рухомий трубопровід з поплавком.
Час знаходження сусла в відстійному апараті скоротити не можна, так як для осадження грубих гарячих опадів необхідно не менше 2 ч. У відстійному чані, який прийшов на зміну холодильної тарілці, вже використовувався охолоджувальний елемент, що заповнюється проточною водою. По ньому тонким шаром, самопливом, стікало сусло. У цій системі почала використовуватися система аерації сусла стерильним повітрям.
Після спуску сусла з відстійного апарату відстій направляють по закритому трубопроводу в закритий збірник, з якого стисненим повітрям подають у фільтр-прес. Відстійне сусло стерилізують, охолоджують і потім направляють в бродильний апарат, додаючи його до основного сусла.
Для освітлення сусла використовують також відцентрові сепа ратора, які дозволяють швидко отримати прозоре сусло і скоротити втрати екстракту з відстоєм. Сепаратор працює на принципі застосування відцентрових сил, за кілька секунд відокремлюючи суспензії від сусла. Особливу увагу при роботі з сепаратором фахівці настійно рекомендують приділяти центрівці його ротора. Частота обертання ротора повинна строго відповідати величині, зазначеної в паспорті обладнання. Кінетична енергія обертового ротора надзвичайно велика, якщо він зірветься - наслідки можуть бути дуже серйозними. При появі вібрації, стуку або різкій зміні частоти обертання ротора сепаратор негайно зупиняють.
Найбільш прийнятною технологією сьогодні, на думку фахівців, є процедура освітлення пивного сусла в вірпулі (гидроциклоне). У ньому відділення білкового і хмелевого опадів досягається гідродинамічним впливом.
Апарат являє собою великий закритий резервуар з плоским, але трохи похилим днищем. Гаряче сусло подається в апарат з одного або двох сторін тангенціально спрямованої струменем зі швидкістю 10 м / с і закручується. Сусло приходить в обертальний рух. Виникла відцентрова сила збирає суспензії і пластівці білка в центрі ємності, де утворюється осадовий конус. Цей ефект іноді називають «ефектом чашки чаю» - точно так само в центрі чашки після помішування збираються частинок заварки. Вперше він був застосований у пивоварінні ще кілька десятиліть тому. Сьогодні це найбільш простий і дієвий метод видалення скоагульованого білка з сусла.
У цьому апараті на освітлення сусла йде близько 20 хв. Взагалі ж нормальним часом освітлення вважається інтервал в 40 хв. Після того як тверді частинки осядуть, сусло стає прозорим (освітленим). Воно відкачується зверху - у міру збільшення його прозорості. Перевагою гидроциклона є стерильність процесу, так як в апарат надходить гаряче сусло і виходить з нього з температурою 90 ° С.
Друга стадія - швидке охолодження з 70-60 до 6-16 ° С - здійснюється в автоматизованому закритому пластинчастому теплообміннику. Він зручний в обслуговуванні і ефективний.
Такий охолоджувач складається з тонких штампованих сталевих пластин, нанизаних на дві поздовжні опорні стійки. На кожній пластині розташовані гумові ущільнювачі-прокладки. Коли стопа пластин стискається разом (за допомогою опорної плити і гвинтового затиску), вона утворює єдиний пакет (блок). Отвори в пластинах і ущільнювачі розташовуються таким чином, що в пакеті охолоджувача утворюються дві системи каналів. За однією йде сусло, за іншою - сольовий розчин або вода. Приблизно дві третини блоку охолоджується водою, одна третина - розсолом.
Після охолодження проводиться аерація сусла - безпосередньо в трубопроводі або апараті попереднього бродіння в нього впорскується стерильне повітря, необхідний для дріжджових клітин.
У залежності від сорту пива втрати екстракту в варочном цеху становлять від 2,6 до 2,8%, а втрати в пивній і хмельовий дробини (до обсягу гарячого сусла) на стадії освітлення та охолодження сусла - від 5,5 до 7,0% , у тому числі 4% - уявні втрати об'єму в результаті стиснення сусла при його охолодженні від 100 до 20 ° С.
Для більш повного видалення білків з сусла можуть використовуватися освітлювачі сусла типу «ірландського моху» (виготовляються з морських водоростей). Вони додаються за 10-15 хв до кінця кипіння в сусловарочному котел або вже при перекачуванні сусла в гидроциклон.
Для додаткового освітлення сусла також можуть використовуватися силиказоль кремнієвої кислоти. Вони пов'язують білкові сполуки в гідрогель.
Силиказоль додаються не тільки в охмелене сусло, але і після завершення зброджування, перед початком холодної стабілізації пива або перед фільтрацією. Необхідна кількість силиказоль береться з розрахунку 50 см ³ золю на гектолітр пива.
Перетворення при охолодженні і освітленні сусла У суслі залишаються скоагульованого білки, які знаходяться в стані грубого осаду і тонких суспензій (суспензій). При зниженні температури вони осідають. Великі суспензії осідають протягом всього процесу охолодження сусла. Тонкий осад утворюється при зниженні температури до 6-7 ° С.
Грубий осад адсорбує в значних кількостях залізо, мідь і інші важкі метали і тим самим оберігає від їх шкідливої ​​дії дріжджі й пиво, в якому вони можуть бути причиною колоїдного помутніння.
З пониженням температури (нижче 60 ° С) перш прозоре сусло починає каламутніти. Частина речовин, які добре розчинялися в гарячому суслі, стають нерозчинними і виділяються в холодному суслі. Наступаюче помутніння обумовлено наявністю найдрібніших частинок діаметром приблизно 0,5 мкм. Тонкий осад на 35% складається з дубильних речовин і на 65% з β-глобуліну.
Особливо важливо виділити з сусла білково-дубильні сполуки. Якщо білково-дубильні сполуки залишаються у суслі, що надходить на бродіння, то сусло набуває опалесцентний або мутний вигляд. При попаданні цих сполук в апарати доброджування в пиві виникає помутніння, яке важко усунути.
При високих температурах кисень витрачається на окислення органічних речовин (мальтози, глюкози, фруктози, азотистих сполук, гірких речовин і хмельова смол, таніну). При окисленні глюкози утворюється глюконова кислота, при окислюванні фруктози - мурашина, щавлева і винна кислоти. Протягом 1 ч 1 дм ³ сусла здатний хімічно зв'язати 6,4 мг кисню.
При високих температурах (85 ° С) хімічно зв'язується в 5 разів більше кисню, ніж при середніх температурах (45 ° С). Нижче 40 ° С практично ніякого окислення в суслі не відбувається. Внаслідок окислювальних процесів сусло стає трохи темніше, а хмільний аромат і хмельова гіркота значно послаблюються.
Розчинення кисню, необхідного для дріжджів, можливо лише при низькій температурі, в суслі воно починається з температури нижче 40 ° С.
Сусло з температурою 20-40 ^о С є сприятливим середовищем для інфікуючої мікрофлори, тому що ці умови найбільш оптимальні для розмноження шкідливих для пива мікроорганізмів (сарцини, оцтовокислих, молочнокислих і ін бактерій. При бродінні, коли в сусло будуть введені дріжджі, можливість інфікування зменшується. Для запобігання інфікування сусло потрібно швидко охолодити до настановної, початкової температури бродіння 6-7 ° С.
Охолодження сусла супроводжується випаровуванням деякої кількості води, що призводить до зменшення його обсягу та підвищення концентрації.
Початкова концентрація охолодженого пивного сусла, його кислотність і кольоровість повинні відповідати виду пива.
Контрольні питання.
1. Як виробляється підробка та дроблення солоду і несоложеного сировини?
2. Які відмінності настойного і отварочного способів затирання?
3. Охарактеризуйте технологічні режими різних способів затирання?
4. Які процеси протікають при затирання?
5. Охарактеризуйте основне устаткування, що застосовується для фільтрування затору?
6. Які особливості кип'ятіння сусла з хмелем?
7. Які процеси протікають на даній стадії технології виробництва пива?

3 зброджування пивного сусла І
Доброджування пива
Процеси при бродінні пивного сусла Залежно від температурних умов і застосовуваних рас дріжджів розрізняють верхове і низове бродіння. Зброджування сусла проходить у дві стадії: головне бродіння і доброджування.
При головному бродінні має місце інтенсивне зброджування здебільшого цукрів сусла; в результаті утворюється молоде (каламутне) пиво, що має своєрідні смак і аромат, ще непридатний до вживання. Дображивание характеризується повільним зброджуванням залишилися цукрів, висвітленням, дозріванням пива і насиченням його діоксидом вуглецю. При цьому хімічний склад сусла істотно змінюється і воно перетворюється у смачний ароматний напій.
Під час головного бродіння відбуваються біологічні, біохімічні і фізико-хімічні процеси.
До біологічних процесів відноситься розмноження дріжджів. У пивному суслі містяться всі живильні речовини, необхідні для нормального розмноження і розвитку дріжджів. Найбільш інтенсивне розмноження дріжджів відбувається на початковій стадії головного бродіння. Біомаса дріжджів збільшується в 3-4 рази.
Основним біохімічним процесом при головному бродінні є перетворення зброджують цукор в етанол і діоксид вуглецю. Велика частина екстракту сусла складається з вуглеводів, до складу яких входять (%): фруктоза - 1-3, глюкоза - 8-10, сахароза - 2-6, мальтоза - 38-50, мальтотріоза - 11-19, мальтотетраоза - 2 - 6, декстрини - 14-22. З них зброджуються глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза і мальтотріоза (приблизно 75%). Несбражіваемая частину екстракту представлена ​​декстринами, білками і мінеральними речовинами.
Зброджування цукрів відбувається у певній послідовності і обумовлено швидкістю їх проникнення в дріжджову клітину. Швидше за всіх зброджуються фруктоза і глюкоза. Сахароза гідролізується ферментом β-фруктофуранозидази до глюкози і фруктози, які також споживаються дріжджами.
Далі дріжджі починають споживати мальтозу, яка під дією мальтази розщеплюється на дві молекули глюкози. Мальтоза майже повністю зброджується при головному бродінні.
Мальтотріозу дріжджі зброджують лише частково при головному бродінні і повільно при доброжуванні. У суслі, багатому мальтозою, мальтотріоза ожет залишитися незброджені.
Основними кінцевими продуктами спиртового бродіння являяется етанол і діоксид вуглецю. Серед вторинних продуктів бродіння в суслі знаходяться гліцерин, оцтовий альдегід, піровиноградна, оцтова, янтарна, лимонна і молочна кислоти, ацетоін (ацетілметілкарбонал), 2,3-бутиленгліколь і діацетил. Переважаючі кислоти - оцтова та бурштинова, а також 2,3-бутиленгліколь і оцтовий альдегід; в незначних кількостях - ацетоін і лимонна кислота.
Супутнім процесом є утворення з амінокислот вищих спиртів, які мають вплив на смак і аромат пива. Це побічні продукти бродіння.
Під дією естераз дріжджів з альдегідів утворюються складні ефіри. У процесах ефірообразованія також беруть участь вищі спирти і кислоти.
Небажаний компонент пива, що надає йому своєрідний медовий запах і присмак, - це діацетил. Він утворюється дріжджами на початку головного бродіння. У стадії доброджування і дозрівання молодого пива кількість диацетила значно зменшується, так як зі зміною умов він відновлюється в ацетоін. Однак ацетоін, у свою чергу, може бути причиною так званого підвального (затхлого) присмаку пива. Зміст ацетоіна в пиві 1 мг / дм ³ вважають нормальним, але з підвищенням його змісту від 2,3 до 5,3 мг / дм ³ з'являється затхлий присмак пива.
Утворенню диацетила сприяють всі технологічні прийоми, що супроводжуються переходом анаеробного процесу в аеробний,.
Усі вищі спирти (пропіловий, ізобутіловий, ізоаміловий, аміловий, Тирозол, тріптофол) мають характерним запахом і дають складні ефіри, які набувають приємні, пом'якшені запахи, що впливають на утворення аромату і смаку пива. Зі зміною концентрації деяких речовин запахи змінюються і, входячи в композицію в необхідній кількості, істотно поліпшують загальний аромат.
Зброджування сусла супроводжується зміною рН. Початкове сусло при введенні в нього дріжджів має рН 5,3-5,6 (до 6,0), а молоде пиво - рН 4,2-4,6. Зниження рН відбувається внаслідок утворення вуглекислоти і органічних кислот, головним чином, янтарної та молочної. Найбільше зниження рН відбувається на третій день бродіння.
Значно швидше, ніж рН, при бродінні змінюється гН ₂ (окислювально-відновний потенціал). У сбраживаемой суслі зменшується кількість продуктів окислення і накопичується кількість продуктів відновлення, що і призводить до зниження гН _2. В охолодженому суслі гН _2> 20. Як тільки починається інтенсивне бродіння, гН ₂ знижується до 10-11.
Велику роль у зміні гН ₂ грають дріжджі. Вони гальмують окисні процеси, швидко поглинаючи розчинений у суслі кисень, витрачаючи його на обмінні реакції. Виділяється диоксид вуглецю витісняє кисень з сусла, що також сповільнює окислення. При інтенсивному бродінні весь розчинений кисень споживається дріжджами і гН ₂ знижується до мінімуму, досягаючи 10.
Чим нижче величина гН ₂ в процесі бродіння, тим вище якість одержуваного пива. При високому значенні гН ₂ сусло і молоде пиво стають темнішими, погіршується смак готового пива, може з'явитися каламуть.
З інших фізико-хімічних процесів важливе значення для бродіння мають коагуляція білкових речовин і піноутворення. Коагуляції білкових речовин сприяють утворення спирту, естерів і зниження рН сусла. Білки частково денатурують, частково втрачають свій заряд і флокулюючих. Відбувається виділення деяких фракцій білків у вигляді великих агрегатів з одночасною аглютинації і осадженням дріжджів. В основному виділяються білкові речовини, ізоелектрична точка яких близька до рН молодого пива. Осаджується також і частину тонких суспензій (білково-дубильні сполуки), які надійшли в бродильний апарат з суслом.
Утворюється в ході бродіння діоксид вуглецю спочатку розчиняється в сбраживаемой суслі, а в міру насичення сусла виділяється у вигляді газових бульбашок, в результаті чого формується піна. На поверхні газових бульбашок з'являється адсорбційний шар поверхово-активних речовин з білків, пектину і хмельова смол. У процесі бродіння сусла зовнішній вигляд піни змінюється: в певний період вона нагадує завитки. Основу для утворення завитків створюють коагуліруемие білки і виділяються хмелеві смоли, а їх формування - діоксид вуглецю.
Дріжджі, що використовуються для виробництва пива Збудниками бродіння є дріжджі - Одноклітинні мікроорганізми рослинного походження. У виробництві пива пивоварінні використовуються еукаріотні дріжджі верхового бродіння Saccaromyces cerevisiae і низового бродіння Saccaromyces carlsbergensis.
Дріжджі верхового бродіння в кінці бродіння піднімаються на поверхню. Для них характерно зважене в суслі стан. Тому їх називають пилоподібними. Дріжджі низового бродіння після бродіння осідають на дно танка щільним шаром. У суслі вони збираються у вигляді пластівців, тому їх називають сиплеся. Ця здатність дріжджів має важливе практичне значення - швидко освітлюється пиво і з'являється можливість збирати дріжджі з бродильних танків і багаторазово їх використовувати.
За ступенем зброджування дріжджі діляться на високо-і низько-зброджують.
У пивоварінні пива найбільше поширення отримали штами низових дріжджів: 776, 11, 41, 44, 8а (М) Н, 37 і ін
Штам 776 - дріжджі среднесбражівающіе. Добре освітлюють сусло, утворюють щільний осад. До якості сировини невибагливі.
Штами 11, Н - дріжджі сильно-і бистросбражівающіе. До якості сировини невибагливі. Флокуляційне здатність хороша. Смак пива повний.
Штами 41, 44 - дріжджі среднесбражівающіе. Здатність до аглютинації хороша. Смак пива чистий, м'який.
Штам 8а (М) - дріжджі сільносбражівающіе. Флокуляційне здатність хороша. Смак пива чистий, м'який.
Для окремих сортів темного пива застосовуються спеціальні раси дріжджів верхового бродіння.
Дріжджі повинні відповідати наступним вимогам: мати високу бродильну активність, добре утворювати пластівці і освітлювати пиво в процесі бродіння, надавати пива чистий смак і приємний аромат.
Дріжджі чистої культури, як правило, розводять в лабораторії підприємства. При цьому необхідно забезпечити стерильність сусла.
Підготовка чистої культури дріжджів до бродіння зводиться до накопичення їх біомаси в кількості, необхідній для початку процесу бродіння. Процес розведення складається з двох стадій: лабораторної та виробничої.
Перша стадія починається з пересіву чистої культури дріжджів з пробірки. При послідовному пересіванні культури обсяг сусла збільшується щоразу приблизно в 5 разів: 20 см ³ - 100 см ³ - 500 см ³ - 2,5 дм ³ - 12 дм ³ - 60 дм ³ - 300 дм ^3.
Виробнича стадія здійснюється в установці Грейнера, що складається з стерилізатора сусла, бродильних циліндрів, судин для посівних дріжджів і резервуара для попереднього бродіння.
Чисту культуру розводять наступним чином. У стерилізатор набирають гаряче охмелене сусло, кип'ятять і охолоджують до 8-12 ° С. Довше сусло направляють в бродильний циліндр, куди переносять розведення чистої культури дріжджів після п'ятого пересіву.
Зброджування сусла продовжують протягом 3 діб. При цьому дріжджі розмножуються і їх біомаса збільшується. Після бродіння з циліндра відбирають частину розводки дріжджів (10 дм ³⁾ в посудину для посівних дріжджів, де зберігається до наступного пересіву. Основну частину розводки дріжджів з циліндра перекачують у резервуар попереднього бродіння, куди подають заводське охмелене сусло температурою 9 ^про С. У резервуарі попереднього бродіння дріжджі розмножуються також протягом 3 діб.
На наступних циклах бродильні циліндри, звільнені від дріжджів, заповнюють стерильним суслом з стерилізатора і засівають дріжджами, що зберігаються в судинах (10 дм ^3). Процес розмноження дріжджів в апараті конструкції Грейнера повторюють багаторазово до виявлення в дріжджах сторонньої мікрофлори.
Зброджених біомаса з резервуара попереднього бродіння надходить в бродильний апарат місткістю 1000 дм ^3, куди доливають 300 дав заводського охмеленого сусла, а через 12 год - ще 400 дал. Через 36 год забродив сусло можна вносити як дріжджів в апарат головного бродіння. Осілі при бродінні насіннєві дріжджі знімають, промивають холодною водою і використовують у виробництві.
Кожен оборот дріжджів називається генерацією. На практиці насіннєві дріжджі після попередньої підготовки використовуються до 10 генерацій.
Повторно використовувані генерації дріжджів повинні відповідати таким вимогам: кількість мертвих дріжджових клітин має бути не вище 5%, вміст сторонніх бактеріальних клітин - не вище 0,5%; вгодованість дріжджових клітин за глікогену - не нижче 70%; наявність диких клітин дріжджів - не допускається.
Насіннєві дріжджі після бродіння направляються в дріжджове відділення, де їх обробляють на віброситі для відділення великих пластівців білкових речовин і хмельова смол, а потім ретельно промивають холодною водою температурою 1-2 ^о С. У результаті звільнення від слизових речовин, обволакивающих поверхню клітин, підвищується проникність клітинних оболонок.
Щоденний догляд за дріжджами полягає в зміні води і підтримці в збірнику температури 1-2 ° С. У таких умовах під шаром холодної води дріжджі можуть зберігатися в хорошому стані протягом 3-4 діб.
Для видалення сторонньої мікрофлори дріжджі обробляють слабким розчином сірчаної, молочної, фосфорної або ін кислот.
При використанні для введення в сусло насіннєвих дріжджів попередньо роблять так зване разбражіваніе дріжджів. Для цього відібрані для введення насіннєві дріжджі змішують у спеціальному апараті з холодним пивним суслом з розрахунку від 2 до 6 л сусла на 1 дм ³ дріжджів. Сусло з дріжджами перемішують мішалкою або продувають стерильним повітрям.
Після перемішування сусло залишають на 1-3 год для разбражі-вання при температурі не вище установчої температури бродіння (6 ° С). Оптимальною тривалістю разбражіванія вважається така (2-3 год), при якій починається інтенсивне брунькування дріжджів, а кількість утворився спирту досягає 0,3%.
Потім сусло з дріжджами вводять в сусло, що знаходиться в бродильному танку. Бродильний апарат заповнюють суслом в 2-3 прийоми. Заповнення вважають закінченим, коли в ньому залишається незаповненим 10-15% обсягу.
Головне бродіння Процес бродіння залежить від ряду чинників: способу зброджування, складу сусла, температури бродіння, величини бродильного апарату, але найбільше значення має штам дріжджів, від якого залежать смак і аромат готового пива. Найбільш придатними вважаються швидко зброджують дріжджі, які забезпечують хороше освітлення і м'який чистий смак пива.
Головне бродіння протікає в декілька стадій. Вони відрізняються один від одного і характеризуються зміною зовнішнього вигляду поверхні бродячого сусла, зміною температури, зниженням екстрактивності сусла і ступенем освітлення молодого пива.
Перша стадія бродіння, що характеризується утворенням на поверхні сусла ніжно-білої піни, називається Забелою. Через 15-20 год після задачі дріжджів з'являються перші ознаки бродіння. Стає помітним виділення вуглекислоти і поява ніжно-білих пухирців піни. Спочатку бульбашки піни з'являються по краях сусла. У стінок бродильного чана утворюється валик білої піни. Потім поступово вся поверхня сусла затягується рівномірним шаром білої піни. До кінця першої стадії бродіння в піні починають з'являтися незначні виділення хмельова смол і білкових речовин. Екстрактівность сусла знижується з 0,2 до 0,5% на добу.
Початкова стадія бродіння триває 1-1,5 добу і характеризується головним чином розмноженням дріжджів.
Друга стадія бродіння - це період низьких завитків. Виділення бульбашок вуглекислоти стає більш інтенсивним, що обумовлено повноцінністю живильного середовища для дріжджових клітин. Стадія характеризується утворенням густого, білої, компактною, що піднімається піни, яка за зовнішнім виглядом є завитки гарної форми. За рахунок посиленого виділення хмельова смол завитки забарвлюються в жовто-коричневий колір.
Тривалість стадії 2-3 доби. Екстрактівность сусла також знижується на 0,5-1,0% на добу.
Третя стадія, звана стадією високих завитків, характеризується найбільшою інтенсивністю бродіння. Спиртове бродіння цукрів призводить до підвищення температури сбраживаемой середовища, так як при зброджуванні 1 кг цукру виділяється 628 кДж тепла. У результаті на 4-е або 5-а доба піноутворення посилюється. Піна стає рихлою, сильно піднімається вгору, і завитки досягають найбільшої величини. Поверхня піни набуває характерний коричневий колір. Спад екстракту в добу досягає 1-1,5%. Стадія триває 3-4 діб.