Процессы, происходящие при охлаждении и осветлении сусла

При кипячении из сусла полностью выделяется воздух. Дрожжи, для осуществления брожения, нуждаются в определенном количестве кислорода, которое должно быть хотя бы частично поглощено суслом во время кипячения. Соблюсти это условие можно при использовании холодильных тарелок, так сусло распределяется на них тонким слоем и имеет большую поверхность соприкосновения с воздухом.

При проходе через хмелеотделитель из горячего сусла удаляется значительная масса свернувшихся белков. Белковые вещества, находящиеся в сусле в виде тонких взвесей, с понижением температуры выделяются в виде серой илистой массы.

Полное осветление сусла устраняет трудности, возникающие при осветлении сусла в процессе главного брожения, а также предотвращает развитие диких дрожжей, помутнение и инфицирование пива. В процессе охлаждения сусло необходимо предохранять от контаминации, из-за которой резко снижается качество пива. Степень контаминации зависит не только от зараженности воздуха, но и от продолжительности охлаждения. При медленном охлаждении сусло инфицируется в большей степени.

Микроорганизмы воздуха находят в сусле превосходные условия для развития, быстро размножаются и портят сусло. Пока сусло находится при высокой температуре, эта опасность невелика, так как микроорганизмы или погибают, или сильно ослабевают. Но как только сусло достигнет температуры около 50 °С, опасность контаминации сусла увеличивается, поскольку эти «средние» температуры как раз наиболее благоприятны для развития многих микроорганизмов.

Горячее сусло, соприкасаясь с кислородом воздуха, увеличивает свой окислительный потенциал, что приводит к коагуляции и осаждению белков. Поэтому охлаждение сусла в некоторых случаях осуществляют в две стадии. Горячее сусло передают в отстойные аппараты, где в течение 1,5 – 2 ч его охлаждают до 70 – 60 °С (первая стадия). Вторую стадию охлаждения с 70 – 60 до 4 – 6 °С осуществляют в холодильниках.

Растворение кислорода и окислительные процессы при охлаждении. Сусло поглощает кислород физическим и химическим путем. Растворение кислорода начинается с понижения температуры сусла. Кислород растворяется до достижения насыщения. Физическое связывание кислорода наиболее эффективно проходит при низкой температуре, слабой концентрации сусла, перемешивании и тонком слое его.

Химическое связывание кислорода осуществляется главным образом при высоких температурах и затрачивается на окисление органических веществ. Химическое связывание кислорода зависит от температуры – при высоких температурах (около 85 °С) химически связывается в 2 раза большее количество кислорода, чем при температуре около 45 °С; от концентрации сусла – при более высоких температурах менее концентрированное сусло (9 – 11 %) поглощает почти столько же кислорода, сколько и концентрированное (14 – 16 %); при средних температурах (около 45 °С) менее концентрированное сусло поглощает кислорода значительно меньше, чем концентрированное; от интенсивности движения сусла – чем оно интенсивнее, тем больше связывается кислорода.

Происходящее во время охлаждения химическое связывание кислорода не очень велико, гораздо меньше, чем в процессе кипячения сусла с хмелем. Окисление распространяется главным образом на белки, сахара и растворенные вещества хмеля. Такое окисление внешне выражается в виде часто очень неприятных изменений цвета (потемнение сусла), особенно нежелательных при приготовлении сусла для сортов пива.

Физическое поглощение кислорода во время охлаждения довольно значительное и зависит от тех же факторов, что и химическое связывание: от температуры – с понижением температуры увеличивается способность поглощения; от концентрации сусла – менее концентрированное сусло поглощает больше кислорода, чем более концентрированное; от интенсивности движения сусла – чем эффективнее перемешивание сусла, тем сильнее физическое связывание кислорода (перемешивание больше способствует поглощению, чем продолжительное продувание воздуха над суслом); от высоты слоя сусла – чем тоньше слой, тем сильнее физическое связывание кислорода.

Все эти процессы проходят и в холодильниках, так как и там имеются подобные условия, а именно – тонкий слой и довольно интенсивное движение сусла. Однако продолжительность процессов в холодильниках меньше, чем на тарелках.

Количество физически связанного кислорода увеличивается в сусле по пути к бродильному отделению в результате смешивания его с воздухом, находящимся в трубах, и дальнейшего растворения его в сусле в бродильных аппаратах. Физически связанный кислород необходим для брожения. Чем больше обогащается им сусло, тем интенсивнее размножение дрожжей и тем выше степень сбраживания.

Выделение взвесей. Непосредственно после фильтрования сусло сравнительно прозрачно, но при кипячении оно снова становится мутным. В нем выделяются свертывающиеся от нагревания белки в виде более или менее крупных хлопьев; по окончании кипячения сусло становится сравнительно прозрачным. Свернувшиеся белки задерживаются вместе с остатками хмеля при его отделении от сусла.

При охлаждении наряду с белками тонкой взвеси выпадают и другие вещества. Причиной выделения последних является изменение температуры и вызванное этим изменение растворимости. Это относится к горьким хмелевым веществам, которые после перехода их во время кипячения в смолы находятся в виде пересыщенного раствора, в связи, с чем при охлаждении они должны выделяться в осадок.

В зависимости от способов внесения хмеля, степени кипячения и кислотности сусла количество горьких веществ, выпадающих вместе с отстоем в осадок в виде адсорбированных соединений, может достигать 20 – 60 % имеющихся в хмеле горьких веществ. Провести охлаждение необходимо таким образом, чтобы добиться полного выделения всех этих веществ. Особенно важно выделить в виде крупных хлопьев соединения белков с дубильными веществами. Данные соединения особенно нежелательны, так как вызывают помутнение не только сусла, но и пива и представляют серьезную опасность для жизнедеятельности дрожжей. Сусло, из которого эти вещества не могут выделяться в виде хлопьев, остается во время брожения опалесцирующим или мутным. Полученное из такого сусла пиво имеет муть, устранить которую очень трудно, к тому же они вредно влияют на дрожжи. Способность к брожению и обмен веществ у дрожжей совершенно прекращаются, поскольку вся поверхность дрожжевых клеток покрывается этими мельчайшими шаровидными образованиями. В результате этого при главном брожении обнаруживаются ненормальные явления, которые указывают на ослабление дрожжей, из-за чего дображивание начинается с большим трудом. Однако дикие дрожжи при этом хорошо развиваются, что приводит к дальнейшему помутнению и инфицированию пива.

Концентрированное сусло и внесение большого количества хмеля повышают количество отстоя. Грубый осадок состоит из белковых веществ (50 – 60 %), хмелевых смол, других органических, особенно флобафена (20 – 30 %), и зольных веществ (3 – 30%). В золу осадка входят ангидриды кремниевой (18 – 34 %) и фосфорной (7 – 34 %) кислот, оксид меди (13 – 37 %,) оксиды железа (17 – 18 %), оксид алюминия (1,8 – 21 %) и оксид кальция (3,6 – 15 %). С грубым осадком в значительных количествах адсорбируются железо, медь и другие тяжелые металлы, что предохраняет дрожжи и пиво от их вредного действия. В пиве содержание металлов может стать причиной коллоидного помутнения.

Осветление и охлаждение сусла в тонком слое. Лучшее осветление на холодильной тарелке достигается в том случае, когда сусло распределяется на тарелке слоем 10 – 12 см, перемешивается при температуре 27 – 60 °С с тем, чтобы тонкие взвеси захватывались грубыми, и отстаивались в течение 9 – 12 ч. Однако эти условия не могут быть обеспечены из-за недостатка времени и боязни контаминации. Поэтому продолжительность отстаивания сокращают до 3 – 5 ч и спускают сусло при температуре не ниже 70 °С.

В этом случае фракции грубого осадка не успевают осесть, а тонкий осадок еще не начинает выделяться и осветления не происходит. Из-за таких неудобств холодильные тарелки стали заменять отстойными чанами. Однако в последних все же не удается достичь желаемой степени осветления, хотя степень контаминации сусла резко снижается.

В конце 30-х годов для этой цели стали применять методы осветления сепарированием. В холодильном отделении, как правило, устанавливают аппараты для охлаждения и осветления сусла.

Осветление и охлаждение сусла в высоком слое. Процесс проводят в отстойном аппарате. Осаждение грубых взвесей в период предварительного охлаждения и аэрации пивного сусла. Аппарат представляет собой цилиндрический резервуар 3 с рубашкой, плоским, слегка наклонным днищем и сферической крышкой 4. на крышке чана смонтированы вытяжная труба для отвода образующегося пара и смотровой люк с раздвижными дверцами.

Рис. 10. Отстойный аппарат

1 – запорный вентиль; 2 10 – коллекторы; 3 – резервуар; 4 крышка; 5 – желоб; 6 – секция охлаждения; 7 – дроссельная заслонка; 8 – патрубок; 9 – распределительный конус; 11 – фильтр; 12 – термометр; 13 ─ фланцевый кран для спуска белкового отстоя; 14 – кран для спуска промывных вод в канализацию; 15 – кран для регулирования спуска осветленного сусла; 16 – суслоприемник.

 

Под вытяжной трубой укреплен распределительный конус, который осуществляет дробление нагнетаемого в аппарат сусла на мелкие струи. В целях охлаждения сусла внутри аппарата установлена секция, по которой протекает холодная вода. В днище чана шарнирно закреплена плавающая труба и размещены три пробковых фланцевых крана: для спуска сусла, отстоя и промывных вод. При помощи поплавкового спускного клапана извлекается только верхний слой охлажденного сусла, т. е. наиболее холодный слой, насыщенный воздухом и с меньшим количеством взвешенных частиц.

Аэрация сусла осуществляется путем ввода в него стерильного воздуха, прошедшего через обеспложивающий фильтр и направленного через барботеры, установленные внутри чана на разной высоте. Охлаждающая секция начинает работать до подачи в аппарат сусла.

Горячее сусло вводится через патрубок 8, затем поступает на вершину распределительного конуса 9 и, растекаясь по его поверхности тонкими струйками, стекает в аппарат. Таким образом, горячее сусло охлаждается и насыщается воздухом. Сусло, заполняя аппарат, заставляет всплывать свободный конец стяжной трубы, в результате чего открывается отверстие для выпуска самого верхнего, наиболее осветленного слоя сусла. Слой сусла в отстойном аппарате не превышает 0,9 м.

Смонтированное в аппарате наклонное днище способствует удалению отстоя и промывных вод. Период охлаждения в отстойном аппарате невелик – за 120 мин температура горячего сусла снижается до 55 °С. Осадок удаляют из аппарата. После мойки аппарат вновь пускают в работу.

Рис.11. Гидроциклонный аппарат

Осветление сусла в гидроциклонных аппаратах. Гидроциклонный аппарат РЗ-ВГЧ-3 представляет собой цилиндр с конической крышкой и плоским днищем. Горячее сусло вводят в виде струи в аппарат тангенциально через входной патрубок 3, благодаря чему происходит вращение сусла внутри аппарата. Взвешенные частицы сусла под действием гидродинамических сил сбираются в центре днища, где образуется осадочный конус. После осветления (примерно через 20 мин) сусла его откачивают насосом, открывая сначала кран 4, а затем по мере снижения уровня – краны патрубков 1 и 2. на боковой поверхности аппарата 8 размещены люк 10 и указатель уровня сусла 9. к крышке приварены пароотводящий патрубок 5, патрубок 7 с моющей головкой для смыва осадка и мойки аппарата и осветитель 6 внутреннего пространства чана.

Мутное сусло удаляют насосом, открывая кран патрубка 13. осадок размывают водой, подаваемой к размывателю 11, и удаляют открытием крана патрубка 12.

Рис. 12. Сепаратор ВСМ

Осветление сусла в сепараторах. Сепаратор ВСМ установлен на станине 21 с приводным механизмом 20. сепаратор оснащен тахометром 1, манометром 12, смотровым окном 9 и крышкой 14. Основным рабочим органом сепаратора является барабан 18, в котором сусло очищается под действием центробежной силы. Барабан состоит из основания, крышки 15, нижнего вставкодержателя 3, цилиндрических вставок 4, верхнего вставкодержателя 5 и затяжного кольца 6. Барабан надет на конусную часть вала 2 и затянут предохранительной гайкой 16. Приемно-отводящее устройство сепаратора включает подводящую трубу 7, центральную трубу 10, напорный диск 8 и отводящую трубу 11 с краном 13. сусло подается в сепаратор по подводящей трубе 7 и по центральной трубе 10 поступает в первую камеру, где с помощью ребер нижнего и верхнего вставкодержателей переходит во вращательное движение. Более тяжелые частицы оседают на стенках камеры под действием центробежной силы. Частично осветленное сусло переходит во вторую, а затем третью и четвертую камеры, освобождаясь от мелких частиц, оседающих в виде кольцевого осадка на вставках.

Поток осветленного сусла, пройдя основание барабана и двигаясь по наружным каналам верхнего вставкодержателя к оси вращения барабана, вводится в камеру, в которой жидкость вращается вместе с барабаном и захватывается погруженным в нее и укрепленным неподвижно напорным диском, снабженным внутренними каналами спиральной формы. В отводящую трубу сусло поступает по каналам напорного диска. Отделенная от осадка жидкость под давлением собственной массы через отверстие 17 попадает в приемник, из него выводится через патрубок 19. после этих операций барабан разбирают и вручную удаляют из него осадок.

Охлаждение сусла в пластинчатых холодильниках (теплообменниках). Пластинчатый холодильник производительностью 5 м³/час используется как для охлаждения сусла, так и для пастеризации пива и стерилизации сусла. Основными рабочими элементами его являются пластины.

 

Рис. 13. Пластинчатый теплообменник

Для предварительного охлаждения сусла используется артезианская вода температурой до 20 °С, а для окончательного охлаждения – ледяная вода температурой 1 °С или пропилен-гликоль. Схема движения охлаждаемого сусла и охлаждающего агента в пластинчатом холодильнике показана на рис 10. Аппарат собран из тонких штампованных стальных пластин 7 – 11, установленных параллельно на штангах 3, концы которых закреплены в стойках 1 и 5. посредством плиты 4 и винта 6 пластины сжимаются так, что между каждой парой образуется узкое пространство, по которому протекает жидкость.

Прокладки на пластинах располагают таким образом, чтобы в результате сборки аппарата в нем образовались две системы каналов: по одной протекает обрабатываемая жидкость (продукт), по другой – холодный рассол, холодная вода или горячая вода, пар (теплоноситель) в зависимости от того, для чего предназначен аппарат (охлаждение, стерилизация, деаэрация, газирование воды карбонизация пива). Продукт, подаваемый в верхний угловой канал 2, течет по каналам между пластинами 8 и 9, 10 и 11, а теплоноситель движется навстречу по каналам между пластинами 7 и 8, 9 и 10. Таким образом, потоки продукта и теплоносителя чередуются, и теплообмен у каждого потока происходит через обе ограничивающие поверхности. Если число потоков увеличивается, то во столько же раз увеличивается производительность теплообменника. Пластинчатые теплообменники имеют в несколько раз большую поверхность теплопередачи по сравнению с трубчатыми, они позволяют на одной станине устанавливать секции разного назначения: нагревания и охлаждения продукта и регенерации теплоты.

 

БРОЖЕНИЕ ПИВНОГО СУСЛА

Процесс брожения происходит под действием ферментов пивных рас дрожжей, расщепляющих основное количество углеводов сусла с образованием этилового спирта, диоксида углерода и побочных вторичных продуктов брожения. Начальное сусло превращается в готовое пиво в результате главного брожения, дображивания и созревания. Важнейшими факторами, влияющими на брожение, являются характеристика применяемых рас дрожжей и температура брожения. Различают холодное (5 – 8 °С) и теплое (8 – 12 °С) брожение. Процесс брожения связан с образованием летучих веществ и других побочных продуктов, которые сильно влияют на качество пива, особенно на его вкус и аромат. К ним относятся диацетил, этилацетат, ацетальдегид, пропиловый, изоамиловый, изобутиловый и другие высшие спирты.

Расы пивных дрожжей. В пивоварении применяют дрожжи низового и верхового брожения: первые, развиваясь в сбраживаемом сусле, опускаются вниз и образуют плотный осадок, вторые поднимаются на поверхность сусла и скапливаются там, в виде слоя пены. Из используемых в пивоварении дрожжей Sacch. сerevisae и Sacch. Carlsbergensis последние быстро оседают плотным слоем на дне танка после окончания брожения. Они полностью сбраживают раффинозу в отличие от Sacch. сerevisiae, которые ее сбраживают только на ⅓. Остальные моно- и дисахариды обе расы сбраживают примерно с одинаковой скоростью. Отмеченная особенность Sacch. cerevisiae объясняется наличием в их ферментном комплексе мелибиазы (α-галактозы).

Различают сильно- и слабосбраживающие дрожжи. Сильносбраживающие дрожжи способны сбраживать мальтодекстрины (α- и β-изомальтозу), чего не могут слабые дрожжи. Большинство дрожжей верхового и низового брожения относятся к типу Флоберт, слабосбраживающие причисляются к типу Заяц. Степень сбраживания сусла дрожжами Флобер значительно выше, чем дрожжами Заяц.

Пивные дрожжи всегда должны быть микробиологически чистыми, в быстром темпе сбраживать сусло, обладать хлопьеобразованием, быстро оседать на дно и давать чистое осветленное прозрачное пиво с полным вкусом и ароматом. В пивоварении широко применяются дрожжи следующих рас. Дрожжи расы 776 – среднесбраживающие, за период главного брожения на сусле концентрацией 11 % сухих веществ синтезируют 2,7 % этанола. Клетки яйцевидной формы, длиной 8 - 10 и шириной 5 - 6 мкм. Биомасса увеличивается примерно в 5 раз по сравнению с введенным количеством, способность к осветлению удовлетворительная.

Из производственных дрожжей ВНИИ напитков и минеральных вод выделены и отселекционированы дрожжи рас 11, 41, 44. Из них дрожжи расы 11 – сильносбраживающие, с хорошей способностью к осветлению. Пиво, полученное с применением этих дрожжей, имеет приятный вкус. Дрожжи рас 41 и 44 – среднесбраживающие, с хорошей способностью к осаждению и осветлению. Пиво с дрожжами этих рас отличаются мягким, полным и чистым вкусом.

Дрожжи рас Ѕ и Р (Львовская раса) – среднесбраживающие с хорошей способностью к оседанию и осветлению пива. Вкус и аромат пива хорошие.

Дрожжи расы F (Чешская раса) – быстро − и сильносбраживающие, пиво с ними имеет хороший вкус. Дрожжи расы Р (Чешская раса) - среднесбраживающие, осветление пива хорошее, вкус приятный.дрожжи расы 8а (М) сильносбраживающие, хорошо осветляющие пиво, глубоко его выбраживающие и обуславливающие приятный вкус его.

Дрожжи верхового брожения применяются реже и в основном для получении темных или специальных сортов пива. Дрожжи штамма 191-К применяют для получения специальных сладких темных сортов пива − бархатного пива. Они не сбраживают лактозу и раффинозу.

В производстве пива для улучшения его аромата и вкуса применяют смешанные расы дрожжей или ведут брожение разными расами с последующим смешиванием молодого пива в аппаратах дображивания.

Под регулированием условий брожения понимаются: способ введения посевных дрожжей; температурный режим; продолжительность брожения и степень сбраживания. Различают холодное (5 – 8 °С) и теплое (7 – 12 °С) брожение. Температура сусла при введении дрожжей колеблется от 5 до 7 °С и называется начальной. В наполненный на ⅓ бродильный аппарат вводят посевные дрожжи, дополняют ⅔ его объема суслом и аэрируют стерильным воздухом для увеличения содержания растворимого кислорода до 6 мг/дм ³. Иногда сусло вводят сначала в аппарат предварительного брожения и уже в забродившем состоянии (забел) перемещают в основной аппарат, в котором походит дальнейшее брожение.

Конечная степень сбраживания – основной показатель брожения. При низовом брожении в молодом пиве оставляют часть углеводов (0,8 – 0,4 %) для дображивания и естественного насыщения пива диоксидом углерода.

Скорость брожения в пределах границ, отмеченных установленным режимом, находится в прямой зависимости от температуры: чем выше последняя, тем больше скорость. Для производства используют хлопьевидные дрожжи в том случае, если они обеспечивают необходимые скорость глубину конечной степени сбраживания пива. К тому же эти дрожжи, оседая на дно аппарата, адсорбируют часть коллоидных взвесей и лучше осветляют пиво. Совместное применение хлопьевидных и пылевидных дрожжей также возможно. Пылевидные дрожжи после нескольких генераций могут стать хлопьевидными и наоборот. При этом утрачивается характерный аромат пива, присущий исходной расе дрожжей, т.е. дрожжи дегенерируют и подлежат замене. При работе на чистой культуре основой служит лабораторная культура, получаемая из специальных лабораторий отраслевых институтов, а путем размножения дрожжей в постепенно возрастающих количествах стерильного сусла достигают объема их, необходимого для введения в один производственный аппарат. Эти дрожжи называются технически чистой культурой в отличие от стерильной монокультуры, применяемой в лабораториях для научных исследований.

Осадок дрожжей, полученный после первого сбраживания в производственном аппарате, называют семенными дрожжами первой генерации. После сбраживания сусла дрожжами первой генерации в осадке получают дрожжи второй генерации, а осадок дрожжей, прошедших 10 бродильных циклов, называют дрожжами 10-й генерации и т. д.

Семенные дрожжи должны быть чистыми, не инфицированными дикими дрожжами, молочнокислыми бактериями и другими вредными микроорганизмами. Осадок дрожжей после нескольких генераций не является биологически чистым, там всегда находится часть инфекционных микроорганизмов, но в среде с плотной популяцией физиологически сильных семенных дрожжей их деятельность затормаживается, сдерживается. Поэтому следует применять дрожжи только хорошего физиологического состояния с преобладанием молодых и активных здоровых клеток, обеспечивающих необходимую степень сбраживания и быстрое оседание на конусе и дне аппарата при охлаждении в конце брожения. В случае инфицирования семенные дрожжи больше не используются для брожения, а заменяются новыми, так как инфекция передается в свежее сусло следующего аппарата и усиливается с каждой следующей генерацией.

При замене семенных или введении новой расы дрожжей судить об их достоинствах и недостатках следует не по первому сбраживанию, а после их адаптации, т.е. по результатам второй или третьей генерации. Если результаты первой генерации отрицательны, дрожжи сразу же заменяют.

Способы введения дрожжей. Различают густые и жидкие семенные дрожжи. Дрожжи, взятые из дрожжевой ванны в виде густой массы, называют густыми, их смешивают с охлажденным суслом в специальном аппарате для размешивания или другой соответствующей емкости. Вначале суслом заполняют ½ объема сосуда, добавляют семенные дрожжи, размешивают и переливают во второй сосуд, из которого содержимое вновь возвращают в первый сосуд. Переливают тонкой струей, медленно, с многократным повторением (до 30 раз), пока смесь не преобразуется в пенящуюся массу, заполнившую оба сосуда.

При размешивании густых дрожжей с суслом комочки разбиваются, масса становится однородной, насыщается кислородом воздуха и быстро забраживает. Дрожжевые комочки при этом отделяют на сите и после измельчения выливают в сусло бродильного аппарата. Туда же вводят все семенные дрожжи и перемешивают 3 – 4 раза в первые сутки брожения, что способствует их рассредоточению, активизации жизнедеятельности и торможению развития посторонней микрофлоры.

Семенные дрожжи (1 л на 12 – 15 л сусла) вводят в сосуд с суслом температурой 12 – 20 °С, перемешивают и продувают стерильным воздухом до появления сильного брожения. Так готовят жидкие дрожжи и переводят их в сусло бродильного аппарата. Жидкие дрожжи готовят при недостатке семенных дрожжей, при вводе чистой культуры и при необходимости активизировать деятельность дрожжей.

Практикуется доливной способ разбраживания для экономии семенных дрожжей, а также интенсификация брожения. Сусло одной варки разливают в три чана соответственно в количествах 0,2 и 0,5 % и затем вводят дрожжи в каждый чан. Пока идет разбраживание, доливают по очереди каждый из чанов суслом. Наибольшее количество семенных дрожжей приходится на единицу объема сусла в первом чане. Сусло здесь быстрее забродит, в нем станет больше клеток на 1 мл объема и увеличится скорость брожения. Во втором чане соотношение дрожжей и сусла меньше, в третьем – еще меньше, но заливать в них сусло следует позднее, после того как они разбродятся после первого чана. Увеличением температуры сусла можно ускорить накопление дрожжевых клеток.

На ряде заводов семенные дрожжи вводят не в бродильный аппарат, после набора сусла на ⅓ его объема, а в патрубок у суслопровода, где оно охлаждается до температуры 5 – 7 °С, под давлением из закрытой дрожжевой ванночки, как через монжю. Этим достигается лучшее перемешивание и более быстрое разбраживание.

Количество вводимых дрожжей зависит от концентрации и температуры сусла, консистенции (плотности) и расы дрожжей. С увеличением плотности сусла при низкой температуре и прочих равных условиях норма введения дрожжей увеличивается, повышается она и при введении жидких дрожжей.

С увеличением дозы дрожжей ускоряется брожение, благодаря чему ограничивается и задерживается развитие инфекционной микрофлоры. В среднем на 1 гл сусла задается 0,5 л густых дрожжей. Из 1 л производственных дрожжей получается от 450 до 600 г прессованных дрожжей. Это зависит от их концентрации. 1 см³ суспензии содержит до 400 млн. клеток.

Стадии главного брожения. Главное брожение протекает в несколько стадий, которые характеризуются изменением внешнего вида поверхности сбраживаемого сусла, изменением температуры, снижением экстрактивности сусла и степенью его осветления. Первая стадия называется забелом и характеризуется образованием на поверхности сусла белой пены. Через 18 ч после введения дрожжей появляются первые признаки брожения, выделяется диоксид углерода, и появляются нежные белые пузырьки пены. Пена сосредоточивается по краям, у стенок аппарата образуется валик пены, затем вся поверхность сусла затягивается равномерным слоем белой пены (забел). К концу этого периода начинают выделяться хмелевые смолы и белковые вещества. Продолжительность первой стадии 1 – 1,5 суток. Стадия характеризуется размножением и ростом дрожжей и убылью экстракта до 0,5 % за сутки.

Вторая стадия брожения называется периодом низких завитков. В этот период образуется густая компактная масса пены, которая начинает подниматься, усиливается выделение диоксида углерода и хмелевых смол, меняется окраска пены, становясь желтовато-коричневой. Этот период продолжается 2 – 3 сут., экстрактивность сусла снижается на 0,5 – 1 %.

Третья стадия брожения называется периодом высоких завитков. В данный период достигаются максимальные температура и интенсивность брожения. Эта стадия наступает на третьи-четвертые сутки. Убыль экстракта составляет 1 – 1,5 % за сутки. Завитки достигают наибольшей высоты, пена становится рыхлой, поднимается вверх, кончики завитков пены и вся поверхность приобретают коричневую окраску.

Четвертая стадия брожения называется стадией опадания завитков, характеризуется опаданием пены, хлопьеобразованием дрожжей и осветлением пива. В этот период уменьшается выделение пузырьков СО₂, завитки исчезают, поверхность покрыта тонким слоем осевшей пены, называемой покрышкой или декой. Завитки опадают в течение двух суток. Экстрактивность снижается на 0,5 – 0,2 % за сутки. Показателем окончания главного брожения служит понижение экстрактивности на 0,1 – 0,2 % за сутки. В результате этой стадии брожения получают молодое пиво.

В ходе брожения экстрактивность и соответственно плотность сбраживаемого сусла уменьшаются. Каждое значение плотности соответствует определенной величине степени сбраживания. Показатель степени сбраживания молодого пива – это основной показатель, выражающийся отношением количества сброженного экстракта к экстрактивности начального сусла. Для светлых сортов степень сбраживания молодого пива достигает 58 – 62 %, для темных сортов 50 – 55 %.

Главное брожение заканчивается при наличии 1 % сбраживаемых сахаров, это вполне достаточно для нормального дображивания. При большем снижении экстракта дрожжи в период дображивания могут голодать, наступит их автолиз и дрожжевой запах передастся в готовое пиво.

Контроль за ходом главного брожения состоит в наблюдении за динамикой изменения массовой доли сухих веществ в сбраживаемом сусле и температуры. При необходимости контролируют синтез биомассы дрожжей, их активность и накопление отдельных продуктов метаболизма (диацетила, альдегидов и др.). Брожение характеризуется выделением теплоты. Из 1 кг мальтозы выделяется 6143 кДж (146,6 ккал).

Для достижения лучшей пеностойкости и полноты вкуса при сбраживании темных сортов пива не стремятся к сильному сбраживанию. При высокой степени сбраживания получается более стойкое пиво. На продолжительность главного брожения влияют: температура, раса и количество вводимых семенных дрожжей, массовая доля сухих веществ и химический состав сусла, она колеблется от 7 до 10 суток.

После окончания главного брожения молодое пиво перекачивают на дображивание, а осевшие дрожжи стягивают аппаратом монжю (работает под вакуумом и под давлением) и передают на промывку и хранение.