Проращивание зерна. Режимы солодоращения. Типы солодовен. Аппаратурно-технологическая схема производства солода.

Проращивание ячменя. Цель - накопление максимального количества ферментов и целенаправленное проведение при их участии процессов гидролиза и синтеза. При проращивании в зерне протекают сложные морфологические и биохимические превращения. Составные части стенок эндосперма, которые содержат в основном некрахмальные полисахариды и белки, гидролизуются, т. е. происходит их растворение. Это открывает гидролитическим ферментам путь к крахмалу и белкам эндосперма. Он становится мягким и легко растирается между пальцами. На процесс солодоращения влияют следующие факторы: влажность проращиваемого ячменя; температура ращения, степень аэрирования; продолжительность проращивания. Влажность. При производстве темного солода всегда стремятся к высокой влажности (45..47%) проращиваемого ячменя, чтобы достичь более глубокого растворения зерна. По современной технологии светлого солода также предусматривается проращивание ячменя при повышенной влажности (45-48%). Увеличивается активность А- и В-амилазы, но повышается цветность солода вследствие увеличения степени растворения низкомолекулярных азотистых веществ и полифенолов. Потери сухих веществ также повышаются, но при этом не наблюдается понижения экстрактивности солода. Температура. В большинстве случаев ячмень необходимо проращивать при низкой температуре (13... 18 °С). При температуре ниже 6 °С и выше 30 °С процессы жизнедеятельности в ячмене прекращаются. В диапазоне от 14 до 18 °С обеспечиваются высокая экстрактивность солода, усиление амилолитической и протеолитической активности ферментов, более глубокое растворение белков и снижение потерь сухих веществ. Для получения светлого солода ячмень проращивают при низкой температуре - от 13 до 18°С, для приготовления темного солода в первые сутки ращения температура 15... 17 °С, а в последующие ее повышают до 22 -25 °С, это связано сболее глубоким ферментативным распадом углеводов и белков зерна. Продукты этого распада аминокислоты и моносахариды, в результате взаимодействия между собой при выс. тем-рах сушки образуют аром.в-ва и красящие меланоидины. Степень аэрации. В начале проращивания ячмень нуждается в кислороде, поскольку диоксид углерода препятствует дыханию зародыша и образованию А-амилазы, и эндо В-глюканазы и эндопептидазы. Следовательно, в этот период ячмень следует аэрировать. На 4-5-е сутки проращивания, когда накопившиеся в достаточном количестве ферменты уже могут действовать без кислорода, ограничивают аэрирование ячменя, что приводит к сокращению потерь сухих веществ на дыхание. Проращивание ячменя можно поделить на два периода: 1) характерным ростом зерна и накоплением ферментов, 2) торможением роста зародыша, дальнейшей активации основных ферментов и растворением определенного количества резервных веществ зерна. Обоснованная аэрация ячменя при проращивании приводит к снижению потерь сухих веществ и приготовлению качественного солода. Соотношение СО₂ и О₂ в слое зерна 2-3дня >1. Продолжительность проращивания зависит от сорта, года урожая и места произрастания ячменя, а также от типа приготовляемого солода и способа солодоращения. На заводах приготовляют светлый солод хорошего качества в течение 6...7 сут при изменении влажности, температуры и степени аэрации проращиваемого ячменя. Если в течение 6 сут невозможно достичь желаемого растворения зерна, то солодоращение следует проводить 7-9 сут. СПОСОБЫ СОЛОДОРАЩЕНИЯ: токовое, пневматическое и статическое. Пневматическое солодорашение - основано на продувании очищенного и увлажненного воздуха определенной температуры через высокий слой прорастающего зерна. При этом обеспечиваются подвод кислорода воздуха к зерну, удаление диоксида углерода и регулируется температура. Пневматические солодовни вмещают 10-150т зерна, длина аппарата 10-50м, соотношение ширины и длины аппарата 1:10. Для улучшения аэрации и предотвращения сплетения корешков солода с помощью шнекового ворошителя 2 раза в сутки зерно ворошат, передвигая из одного конца ящика в другой. Длительность проращивания зерна в ящике 7-8 сут. Солодовня с передвижной грядкой - разновидность ящичной солодовни. Такая солодовня представляет собой длинный ящик, подситовое пространство которого разделено поперечными перегородками на 8-16 отделений. В этой солодовне осуществлена полная механизация работ с зерном с помощью ковшового ворошителя. Зерно, выгруженное из аппарата для замачивания, через каждые 12 ч при помощи ковшового ворошителя перемещается от одного конца аппарата к другому. Для поддержания необходимых температурного и влажностного режимов проращивания зерна в подситовое пространство ящика подают кондиционированный воздух (t 12-14°С, W=95-100%). За 7-8 сут проращиваемое зерно продвигают вдоль всего ящика, за это время оно превращается в свежепроросший солод, который ковшовым ворошителем выгружают в приемный бункер. В результате проращивания получают свежепроросший солод, который отличается от исходного ячменя наличием корешков с содержанием влаги 42...46 %, растворимостью мучнистого тела и характерным запахом свежих огурцов. Признак окончания проращивания растворенность мучнистого тела зерна, о чем свидетельствует легкое его растирание между пальцами.

3. Сушка солода. Стадии и фазы сушки (физиологическая, ферментативная, химическая). Типы сушилок. Заключительная стадия производства солода - сушка свежепроросшего солода, цель которой - снижение содержания влаги материала с 40-50 до 3-6% и придание солоду специфических вкуса, цвета и аромата при сохранении высокой ферментативной активности. Поэтому сушка солода представляет собой сочетание сложных нестационарных процессов тепло- и массообмена и биохимических превращений. Свежепроросший солод во время сушки претерпевает глубокие физические, физиологические и биохимические изменения, которые зависят от скорости обезвоживания, температуры сушильного агента, содержания влаги и условий сушки. Физические преобразования состоят в изменении содержания влаги, массы, цвета, аромата и вкуса (меланоидины) солода. В зависимости от физиологических и биохимических превращений в солоде технология сушки разделяется на три основные фазы. Первая фаза - физиологическая, в течение которой продолжается рост листка и корешков, протекают ферментативные процессы. Температура солода в течение 10-12 ч повышается с 20-25 до 45°С. Содержание влаги уменьшается до 30 %. При 45 °С синтетические процессы прекращаются, а гидролитические усиливаются, это сопровождается растворением эндосперма, накоплением низкомолекулярных продуктов распада крахмала, белков, липидов и других высокомолекулярных соединений. Длительность 12ч. Вторая фаза - ферментативная, длится 5-7 ч при повышении температуры от 45 до 70 °С. Рост и дыхание зародыша прекращаются, а ферментативные гидролитические процессы усиливаются. Это обусловлено пребыванием ферментов в зоне оптимальной температуры (40...60 °С). Содержание влаги солода снижается от 30 до 10 % ,что лимитирует протекание ферментативных реакций. Третья фаза - химическая, протекает при температуре 70...80 °С для светлого солода и 100... 105 °С для темного солода. Содержание влаги снижается до 3...5 %. Длительность фазы 3...4 ч. При температуре выше 75 °С все ферментативные реакции прекращаются. Ферменты частично инактивируются или переходят в связанное неактивное состояние. Происходит интенсивное взаимодействие аминокислот с редуцирующими сахарами, в результате чего образуются меланоидины, обусловливающие темный цвет, специфический вкус и аромат готового солода. Стадии сушки: 1). удаляется влага, влажность солода снижается до 10%, 2). остаточная влага более прочная, связ. с коллоидными структурами солода, снижение влажности до 3-5% затруднено.Солод темнеет, появл. характерный вкус, цвет и аромат. Чем быстрее сушится солод, тем больше сохраняется в ней ферментов. Способы и технологические режимы сушки солода. Основное требование при сушке солода - обеспечение постепенного подъема температуры и соответствующего снижения содержания влаги солода. Для сушки солода применяют различные сушилки периодического и непрерывного действия. В качестве сушильного агента применяют либо нагретый в калорифере чистый воздух, либо смесь холодного воздуха с топочными газами. Последние получают сжиганием природного газа, мазута, кокса или угля. Предпочтение отдают природному газу. Они не должны содержать взвешенных частиц и иметь посторонние запахи. Максимальная температура сушки не должна превышать для светлого солода 85°С, темного - 105, карамельного -140°С, жженого - 160°С. К солодосушилкам периодич. действия относятся горизонтальные одно- и двух-ярусные сушилки. К солодосуш-кам непрерывного действия относ-ся вертикальные сушилки ЛСХА и карусельного типа КТИПП. Широко используются сушилки непрерывного действия системы ЛСХА. В металическом корпусе сушилки находятся 2 верти­кальные сетчатые сушильные шахты, заполненные солодом, которые медленно продвигаются вниз непрерывном потоком. Шахты к низу расширяются. Сушильный агент 4раза зигзагообразно проходят ч/з слой солода снизу вверх. Продол-сть сушки в этой сушилке составляет 10-12 ч.

Требования к сырью, применяемому в пивоварении. Подготовка солода перед затиранием. Аппаратурно-технологическая схема производства пива.

Солод и несоложеное сырье. Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный и специальные сорта). Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допускается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода, - это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье. Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении 10...11 % светлого пива следует обязательно применять не менее 20% несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно. При производстве пива «Жигулевское» допускается использование сахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов. Вода. Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха, с общей жесткостью 2...4 мг-экв/л и рН 6,8...7,З.Хмель и хмелепродукты. Хмель - традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удалению из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляя жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры, и повышает пеностойкость пива. Различают два основных вида хмеля: горький и ароматический. В пивоварении используют преимущественно женские соцветия ароматического хмеля - хмелевые шишки, содержащие лупулин. В состав последнего входят ароматические и горькие вещества. Горькие хмелевые вещества включают α- и β- кислоты, мягкие α-, β- и твердые смолы. Ароматические вещества представлены в основном эфирным маслом, содержание которого колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная часть хмеля - дубильные вещества, количество которых достигает 3 %.По назначению хмель разделяют на две группы: тонкие сорта с содержанием горьких веществ около 15 % и а-кислот от 3 до 5 %, используемые для производства пива по классической технологии, и грубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %, предназначенные для изготовления порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты. Хмель и хмелепродукты следует хранить в сухом, темном и охлажденном помещении с температурой от 0 до 2°С и относительной влажностью воздуха не выше 70%. Ферментные препараты. Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья. Применяют амилолитические (Амилосубтилин 110х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций. Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Схема: сухой очищенный от ростков солод поступает в приемный бункер, затем распределяется по силосом (лежит 4-5 нед.)3атем солод ссыпается в полировочную машину, где очищается от пыли и случ. примесей. Проходит магнитный сепаратор и измельчается в вальцовой дробилке. Дроблен. солод смеш-ся с теплой водой в заторном котле, обр-ся затор. Затор-смесь дробленых зернопродуктов с водой, предназначных для затирания. Существует настойный способ, одноотварочный, двухотварочный способы. Заторная масса осахаривается, и затем попадает в фильтрующие аппараты (мутное сусло возвращается обратно в фильтр апарат, а прозрачное - стекает в один из сусловарочных котлов).Солодовая дробина через раздаточный бункер идет д/продажи на корм скоту. Промывная вода ,содержащая небольшое кол-во экстрактивных вещ-в направляется д/приготовления след. затора. В сусловарочном котле npоизводится кипячение сусла с хмелем, при котором происходит частичная денатурация белков сусла и его стерилизация. Горячее сусло попадает в хмелеотделитель. Сусло охлаждают в отстойных ап-тах и гидроциклонах (вирпул),затем его осветляют на сепараторе, затем оно нагнетается в пластинчатый теплообменник (охлаждается до 5-6С),а затем -в бродильные танки, которые создают чистую культуру дрожжей. Брожение протекает в 2 стадий-главное брожение , дображивание и созревание. Различают холодное(5-7С) и теплое(8-12С) брожение. Продолжительность главного брожения 7-10 сут. Дображивание происходит в лагерных танках. Продолжительность 11 сут-3-4 мес.(9 мес). Затем пиво подается на шпунтование - насыщение С02 под давлением 0,15-0,17МПа. Затем происходит осветление пива. Его сепаририруют и фильтруют в фильтр прессе. Затем его охлаждают и передают на карбонизацию в форфассы. Затем его подают в отделение розлива, которое включает в себя: бутылкомоечная машина. бракераж на чистоту бутылок, розлив пива на моноблоке, укупорка, бракераж на полноту налива, этикетировка. Бутылки собирают в пакеты и собирают в блоки.

5. Получение пивного сусла. Способы затирания. Фильтрование затора. Кипячение сусла с хмелем. АТС варочного отделения пивзавода. Получение пивного сусла состоит из процессов приготовления затора, фильтрования его, кипячения сусла с хмелем, осветления и охлаждения сусла. Сусло можно приготовить 2 способами: настойным и отварочным. Процесс приготовления затора называют затиранием. Смесь дробленых зернопродуктов с водой, предназначенных для затирания, называют затором, массу зернопродуктов, загружаемых в заторный аппарат, - засыпью, количество воды, расходуемое на приготов­ление затора, - наливом. Главные биохимические процессы при затирании - осахаривание и протеолиз. На протекание технологических процессов при затирании влияют следующие факторы: температура и рН среды, продолжительность проведения биохимических реакции, концентрация затора. ЗАТИРАНИЕ. Цель - экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращение под действием ферментов нерастворимых веществ в растворимые с последующим переводом их в раствор. Вещества, перешедшие в раствор, называют экстрактом. Способы и технологические режимы затирания. Приготовление затора начинают со смешива­ния дробленых зернопродуктов с водой при температуре 37.40 °С, которое осуществляется в заторном аппарате при включенной мешалке. Далее затирание ведут настойным или отварочным способом. Настойный способ заключается в постепенном нагреве всего затора от 40 до 70 °С со скоростью 1 С/мин и выдерживании при температуре 40; 52; 63 и 70 °С по 30 мин (при нагревании работает мешалка, во время пауз нет) нагревают до 72 °С и выдерживают до полного осахаривания по пробе на иод. Затем осахаренный затор подогревают до 76...77 °С и направляют на фильтрование. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит много мальтозы и аминокислот, мало декстринов и поэтому сильно сбраживается. Однако выход экстракта при отварочном способе выше. Это обусловлено тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативному, но и физическому воздействию (кипячению). Сущность отварочного способа состоит в том, что отдельные части затора (отварки) кипятят, а затем смешивают с остальной частью затора, постепенно повышая его температуру до 75 С. При кипячении крахмальные зерна из крупных частиц дробленых зернопродуктов переходят в раствор, клейстеризуются и подвергаются действию ферментов Различают следующие варианты отварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густой части. Наиболее распространенные - одно- и двухотварочные способы. При отварочных способах затирание ведут в двух заторных аппаратах, один из кото­рых используют для кипячения отварки. Фильтрование затора. Осахаренный затор представляет собой суспензию, состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина) Цель фильтрова­ния - отделение пивного сусла от дробины. Фильтрование затора подразделяется на две стадии: собствен­но фильтрование первого (основного) сусла и выщелачивание - вымывание экстракта, задерживаемого дробиной. Сусло и промывные воды должны быть прозрачными во избежание затруднения последующих технологических операций и ухудшения качества пива. На скорость фильтрования влияют состав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтр-аппарате фильтрующим слоем является слой дробины, образующийся при отстаивании затора. Солод хорошего растворения, имеющий рекомендуемый состав помола, дает рыхлый, легкопроницаемый слой. На скорость фильтрования существенно влияет температу­ра, которая должна быть не выше 78 °С во избежание инактивации а-амилазы. Последняя завершает доосахаривание остатков крахмала. Кроме того, более высокая температура способствует увеличению растворимости продуктов гидролиза белка, полифенольных и других веществ, что влияет на стойкость пива. Способы. Наиболее распространены периодические способы фильтрования с использованием фильт­рационного аппарата или фильтр-пресса. Непрерывные способы фильтрования, центрифугирование, вакуум-фильтрование, автоматизация процесса по той или иной причине пока не нашли широкого распространения. На первой фазе фильтрования затор перекачивают в фильтрационный аппарат, где он отстаива­ется для формирования фильтрующего слоя высотой 30...40 см Затем начинают фильтрование, причем первое мутное сусло возвращают в фильтр-аппарат. По окончании фильтрования первого сусла дробину промывают водой температурой 70..80 °С. Промывание ведут до содержания сухих веществ в промывной воде 0,5 %. В фильтр-прессе в качестве основного фильтрующего слоя используется салфетка из специ­альной ткани, поэтому допускается более тонкий помол зернопродуктов После сбора первого сусла дробину промывают водой температурой 75...80 °С до плотности промывных вод 0,5...0,7 %. Кипячение сусла с хмелем. Отфильтрованное сусло и промывные воды собирают в сусловарочном аппарате и кипятят с хмелем. Цель кипячения - стерилизация сусла, стабилизация и ароматизация его состава горькими веществами хмеля. Превращения. Дробленые зернопродукты всегда содержат некоторое количество микроорганизмов. При кислой реакции среды сусла стерилизация достигается уже через 15 мин кипяче­ния. При кипячении хмеля в сусло переходит значительная часть его углеводов, белковых, горьких, ду­бильных, ароматических и минеральных веществ. Ароматизация сусла происходит в результате растворе­ния в нем специфических составных частей хмеля и продуктов реакции меланоидинообразования. С повышением температуры сусла происходит денатурация белков, которая внешне характеризуется появ­лением мути. Кипячение сусла с хмелем сопровождается снижением его вязкости и повышением цветно­сти в результате реакции меланоидинообразования, карамелизации сахаров, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля. Для Жигулевского пива 22 г на дека литр сусла.

Сусло с хмелем кипятят в сусловарочных аппаратах. Поступающее в сусловарочный аппарат сусло должно иметь температуру 63-75 °С, для того чтобы предохранить его от инфицирования и максимально продлить активность ферментов. Кипячение прод-ся 1-1,5 ч. В конце набора проверяют полноту осахаривания пробой на иод. Конец кипячения сусла определяют по концентрации начального сусла - наличия в нем крупных хлопьев скоагулированнных белков (белково-дубильный комплекс).

Основными аппаратами для приготовления пивного сусла явл. заторные котлы, фильтрационный аппарат и сусловарочный котел. Эти аппараты соединяются трубопроводами в единую систему наз. варочным агрегатом. При каждом варочном агрегате имеются насосы для перекачивания заторной массы, мутного сусла и горячего охмеленного сусла, хмелеотделитель, прибор для контроля и управления процессами приготовления сусла. Двухаппаратный агрегат имеет 1 котел, в кот. производят затирание, нагревание и кипячение заторной массы и сусла, 1 фильтрационный аппарат для осахаривания и фильтрования заторной массы.