Сырье используемое для производства темного пива

Очистка солода предусматривает его полировку  для удаления пыли и ростков, а  также металлических примесей.

Ячменный  сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатков ростков, случайно попавшие металлические частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива.

Для очистки  солода используют полировочную машину, которая состоит из наклонных  плоских сит, щеточного барабана, и вентилятора.

На ситах  отделяются крупные и мелкие примеси, пыль отсасывается вентилятором. Далее  солод поступает на быстровращающийся  щеточный барабан и отбрасывается щетками на рифленую поверхность. Под действием ударов и трения солод очищается от загрязнений - полируется.

Полированный  солод поступает на магнитный  сепаратор, где отделяются металлические примеси, которые могут вызвать быстрый износ и даже поломку солододробилок. Далее солод взвешивают на автоматических весах и направляют в дробилку.

 

     2.2 Дробление солода и несоложеного сырья

Процесс дробления ведут тщательно, так  как от состава помола во многом зависит выход экстрактивных веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленом солоде шелухи (оболочки), крупной и мелкой крупки, муки, мучной пудры. Растворимые составные части помола легко переходят в воду, а нерастворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происходит значительное измельчение оболочки зерен, в результате чего в фильтрационном аппарате создается плотный слой, что затрудняет фильтрацию и извлечение экстрактивных веществ из дробины.

Кроме того, при значительном измельчении оболочки из нее извлекаются дубильные  и горькие вещества, что ухудшает вкус пива. Рекомендуется следующий состав дробленого солода (в % к его массе): шелухи 15-18, крупной крупки 18-22, мелкой крупки 30-35, муки 25-35.

Для улучшения  процесса дробления и предупреждения излишнего измельчения шелухи солод увлажняют. На участок шнека с солодом впрыскивается теплая вода в определенном количестве и под высоким давлением, что обеспечивает равномерное увлажнение шелухи, оболочка при дроблении остается почти целой и служит фильтрующим слоем.

Режим предварительного увлажнения зависит от качества солода. При переработке солода хорошего растворения его необходимо увлажнять в течение 25-30 мин при температуре 20-35°С, а солод плохого растворения увлажняют в течение 10-15 мин при температуре 50-55°С.

Солод дробят на шестивальцовой дробилке, обеспечивающей лучшее измельчение. Последовательное дробление солода на трех парах вальцов дает удовлетворительный выход экстракта даже при обработке плохо растворенного и стекловидного солода. Необходимое соотношение фракций помола достигается регулированием расстояния между вальцами. Примерный зазор между вальцами первой пары 1,2-1,4 мм, второй пары – 0,6-0,8 мм, третьей пары 0,3-0,5 мм.

Качество  размола несоложеного сырья, как и солода, оказывает влияние на скорость физико-химических процессов при затирании. Дробление сырья осуществляют на мельничном двухвальцовом станке. Рекомендуется следующий состав помола несоложеного зернового сырья (в % к его массе): шелухи 12-22, крупной крупки 20-40, мелкой крупки 25-50, муки 12-20.

 

          2.3 Затирание

Процесс приготовления затора называют затиранием. Затирание осуществляют в целях перевода в растворимое состояние максимального количества экстрактивных веществ солода и несоложеных материалов.

Смесь дробленых зернопродуктов с водой, предназначенных для затирания, называют затором, массу зернопродуктов, загружаемых в заторный чан, ― засыпью, количество воды, расходуемое на приготовление затора, ― наливом.

Главные биохимические  процессы, протекающие при затирании  ― осахаривание и протеолиз. Простым выщелачиванием из общего количества сухих веществ дробленого солода извлекается только 15-18 % экстра-ктивных веществ. На протекание технологических процессов при затирании влияют температура и pH среды, продолжительность проведения биохимических реакций, концентрация затора.

Оптимальным для действия ферментов значением  pH является 5,5-5,6. Ферменты имеют разные оптимальные значения температур, при которых ускоряется их действие, поэтому в процессе затирания выдерживается пауза при температурах: 45-52°С для расщепления белковых веществ, 62-63°С для образования мальтозы, 70-72°С для осахаривания крахмала и 76-78°С для доосахаривания крахмала. Оптимальным соотношением засыпи и налива является 1:4.

При затирании  применяют несоложеное сырье в целях придания определенным сортам характерный вкус или для экономии дорогостоящего ячменного солода и снижения себестоимости пива.

Рисовую муку или сечку используют при  приготовлении сортов пива Московского, Ленинградского, Российского, Клинского; ячменную муку – для приготовления пива Ячменный колос и наиболее массового сорта пива Жигулевского. В качестве заменителей солода используют пивоваренный ячмень второго класса, и ячмень с пониженной способностью прорастания, а также кукурузную муку (до 30%), крахмал, тростниковый сахар-сырец (в технологии пива Жигулевского до 6%). Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении светлого пива целесообразно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

Светлое пиво изготавливают одноотварочным способом, при этом способе, по сравнению с настойным, создаются более благоприятные условия для получения сусла с высокой степенью сбраживания, повышается выход экстракта.

В заторном аппарате затирают 1/3 дробленого солода и весь несоложеный материал при температуре 40°С. Температуру повышают до 52°С (1°С в минуту) и выдерживают в течение 15-30 мин.

Далее из заторного аппарата 1/2 – 1/3 заторной массы перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в  обоих сосудах, где устанавливается  температура 63°С, выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, после чего затор медленно подогревают до 70-72°С, выдерживают 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 15-20 мин.

Эту часть  затора называют отваркой, затем отварку  перекачивают в общий затор. Температуру  повышают до 70°С и выдерживают 30 мин, проверяют осахаривание, и если оно неполное, затор подогревают до 72°С и выдерживают до полного осахаривания, после чего вновь подогревают до 76-77°С и перекачивают в фильтрационный аппарат.

В настоящее  время для экономии солода используют несоложеное сырье. Но повышенное содержание несоложеных материалов (40-50%) приводит к ухудшению состава белков сусла, повышению вязкости, затруднению фильтрования и понижению выхода экстракта. Также снижается коллоидная стойкость пива.

Для предотвращения этого современные предприятия  применяют ферментные препараты. В отечественном пивоварении используются бактериальные ферментные препараты, обладающие высокой β-глюканазной активностью и препараты из культур грибов, обладающие широким спектром цитолитических ферментов. В любом случае препараты применяют с тремя целями – расщепление крахмала и белка, уменьшение вязкости.

Фильтрование  затора

Цель  фильтрования затора - отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим  вымыванием водой экстракта, удержанного  дробиной.

Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого  сусла, т.е. сусла, получаемого при  фильтровании затора, и промывание дробины горячей водой для  извлечения экстрактивных веществ. В результате образуются промывные воды.

Фильтрование  ведут в фильтровальном аппарате; в днище аппарата установлено съемное фильтрационное сито, на котором из дробины образуется фильтрующий слой. Для того, чтобы дробина располагалась равномерно по всей поверхности сит, ее разравнивают при помощи разрыхлительного механизма в течение всего времени перекачивания затора.

Первое  мутное сусло перекачивают обратно  в фильтрационный аппарат до тех  пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло, которое направляют в сусловарочный аппарат. Температура затора при фильтровании 75-78°C. В дробине остается значительное количество экстрактивных веществ, для извлечения их дробину промывают водой температурой 78-80°C. Промывание начинают тогда, когда подситовое пространство еще заполнено первым суслом. Для более полного извлечения экстрактивных веществ дробину размешивают разрыхлительным механизмом. Промывание дробины можно вести до массовой доли сухих веществ в промывной воде 0,5%; но для предотвращения ухудшения качества пива промывание заканчивают при массовой доле сухих веществ 1,0-1,5%.

 

          2.4 Кипячение сусла с хмелем

Кипячение проводят с целью концентрирования его до заданной плотности, перевода ценных составных веществ хмеля  в раствор, инактивации ферментов, коагуляции белковых веществ и стерилизации сусла. Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива. Осветление и охлаждение проводят для выделения из сусла взвесей, насыщения его кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.

Первое  сусло и промывные воды из фильтрационного  аппарата поступают в сусловарочный  аппарат, где поддерживается температура 63-75°C. При температуре не выше 75°C сохраняется часть α-амилаз в активном состоянии, поэтому может осахариваться крахмал, перешедший в сусло после промывания дробины водой. По окончании набора проверяют полноту осахаривания по йодной пробе. При неполном осахаривании добавляют вытяжку из следующего затора, сусло выдерживают до полного осахаривания. Хмель задают в сусловарочный аппарат как в начале кипячения, так и в течение всего процесса. Продолжительность кипячения сусла с хмелем 1,5-2 часа. При избыточном давлении (0,02 МПа) - 1 час. Об окончании кипячения сусла с хмелем судят по следующим показателям: массовой доле сухих веществ, прозрачности и хлопьеобразованию (коагуляции белков).

 

2.5 Отделение хмелевой дробины

По завершении кипячения сусло направляют в  хмелеотделитель, представляющий собой резервуар со вставным ситом, на котором задерживается дробина. Дробину для извлечения остатков сусла промывают горячей водой (на 1 кг 6-7 л). Промывные воды присоединяют к суслу. Из хмелеотделителя сусло подают на охлаждение.

 

         2.6 Охлаждение, осветление и аэрация охмеленного сусла

Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной  температуры брожения. Сусло при  низкой температуре брожения является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфицирования сусла появляется при его медленном охлаждении от 40 до 20°C, так как эти температуры наиболее благоприятны для размножения вредных для пива микроорганизмов. В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются.

Сусло охлаждают  в две стадии. На первой стадии сусло  охлаждают незначительно, но при этом проводят осветление. Применяют гидроциклонный аппарат (вирпул). Принцип осветления сусла в вирпуле заключается во вращении сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в центре днища, где образуется осадочный конус. Достоинством гидроциклонного аппарата является стерильность процесса, так как в него поступает горячее сусло и выходит из него с температурой около 90°C. Также сокращается процесс осветления с 2 часов (в отстойном аппарате) до 20-40 минут.

Вторую стадию необходимо вести быстрее, чтобы  предупредить развитие посторонней микрофлоры. Охлаждение от 85-90 до 5-9°C проводят с использованием пластинчатых теплообменников.

После охлаждения до 6-16°C сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения.

 

          2.7 Главное брожение

Для приготовления  пива качество приготовленного начального сусла должно соответствовать определенным правилам. Массовая доля сухих веществ  для светлых сортов пива должна быть 11-13%, кислотность 1,5-2,8 к.ед., цвет 0,8-2 цв.ед., pH 5,3-5,5 , относительная вязкость 11%-ного сусла при 20°C: 1,6-1,65; 13%-ного - 1,8 - 1,9 мПа*с.

 

          2.8 Разведение чистой культуры дрожжей

В зависимости  от вида применяемых культур дрожжей  брожение ведут низовое или верховое. Наиболее распространено низовое брожение, так как дрожжи низового брожения по своей структуре относятся к хлопьевидным, способствующим лучшему осветлению пива. Также хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными дают больший прирост биомассы, обладают меньшей бродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, что положительно сказывается на его качестве.

Процесс разведения чистой культуры дрожжей  состоит из стадий: лабораторной (разведение культур в микробиологической лаборатории) и цеховой (разведение в отделении чистой культуры).

Лабораторная  стадия состоит из нескольких последовательных пересевов. Вначале чистую культуру из пробирки пересевают на стерильное охмеленное сусло с массовой долей сухих веществ 11-13% через каждые 34-36 часов, с каждым разом увеличивая объем сусла: 20 смі→100 смі→500 смі→2,5 дмі. На первой стадии температура 20-23°C, затем 8-10°C. Лабораторная стадия заканчивается сбраживанием 6-10 дмі сусла в медной колбе Карлсберга в течение 5-7 суток при 7-8°C.

Цеховая стадия - это разведение дрожжей  на стерильном охмеленном сусле в  специальных аппаратах (установке). Установка состоит из стерилизатора, бродильных цилиндров, число которых зависит от количества используемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения и сосуда для посевных дрожжей.

Разведение  чистой культуры происходит следующим  образом. В стерилизатор из сусловарочного аппарата набирают горячее охмеленное сусло, кипятят его в течение 1 часа и охлаждают до 8°C.

Затем с  помощью сжатого стерильного  воздуха охлажденное сусло подают в бродильный цилиндр, куда через  специальный кран из медной колбы  Карлсберга вводят чистую культуру. Брожение ведут в течение 3 суток. По увеличении массы дрожжей часть их перекачивают в резервуар, где осуществляют предварительное брожение при 8°C в течение 3 суток.