Ускорение процессов прорастания и уменьшение потерь на дыхание

Для ускорения процессов прорастания и уменьшения потерь на дыхание предлагались различные способы: опрыскивание зерна солями азотной кислоты, 0,1%-ным раствором серной кислоты, смесью суперфосфата и серной кислоты из расчета 0,04-0,01% суперфосфата к массе ячменя, смесью растворов Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄ или раствором суперфосфата, содержащим 0,87% Р₂О₅, и т. д.

Уменьшение потерь при соложении может быть также достигнуто с помощью веществ, содержащихся в оболочках ячменя, экстрагируемых из него во время замачивания. Но все эти способы, несмотря на определенную эффективность, пока не нашли в практике сколько-нибудь широкого применения.

В последнее время в некоторых странах для ускорения процесса прорастания ячменя практикуют применение особого вещества, образуемого некоторыми фузариевыми грибами, - гиббереллина и гибберелловой кислоты.

Эффективность их применения весьма большая, продолжительность соложения может быть сокращена почти вдвое, что проверено С. П. Сташко в ЦНИИПБиВП.

Одно время высказывалось опасение, что гиббереллин может оказаться токсичным и обработка им солода будет практически невозможна, но опубликованные в настоящее время данные говорят о том, что гиббереллин и гибберелловая кислота полностью разрушаются в процессе затирания солода и кипячения сусла.

 

Способы проращивания ячменя

В пивоваренном производстве солод готовится в солодовнях- специальных помещениях, оборудованных аппаратурой для замачивания, проращивания ячменя и сушки солода.

Если солод проращивается на полу солодовни, то такой способ ращения называется токовым, а солодовня - токовой. Если ращение ячменя ведется в специальных механизированных ящиках и в барабанах с искусственной аэрацией прорастающего зерна, то такое проращивание называется пневматическим, а солодовни - пневматическими (ящичными пневматическими, если ращение ведется в ящиках, и барабанными пневматическими, если оно ведется в механизированных барабанах).

Токовые солодовни. Солодоращение ячменя в токовых солодовнях - наиболее старый способ. В настоящее время он вытесняется пневматическим способом, хотя токовое соложение все еще довольно распространено в пивоваренной и других отраслях бродильной промышленности.

Устройство и оборудование токовых солодовен. Токовые солодовни представляют собой большие одноэтажные или многоэтажные наземные и полуназемные помещения с гладким полом, на котором проращивается зерно. Пол такой солодовни называется током.

Ток - весьма важная часть токовой солодовни. Он должен быть защищен от проникновения грунтовых вод, если лежит ниже их уровня, и хорошо теплоизолирован. Ток должен быть гладким с небольшим уклоном в сторону канализационного коллектора - примерно 0,02°, по краям его должны быть устроены сточные канавки, обеспечивающие постоянный и полный сток промывных вод в канализацию. Спуски из канавок в канализацию снабжаются гидравлическими затворами, исключающими проникновение в солодовню газов из канализационных труб. Пристенные края пола должны быть приподняты и не образовывать прямых углов со стенами, углы должны быть сглаженными.

Для полов в нижнем этаже в случае высокого стояния грунтовых вод рекомендуется делать основание из утрамбованной жирной глины слоем до 50 см и слоя гравия и щебня 20-30 см, на котором укладывается слой бетона 8-10 см. Верхний покров тока делается из бетона (соотношение песка и цемента 3:1), кирпича, уложенного в елку, гладких керамиковых, известковых или мраморных плит. Основание токов в многоэтажных солодовнях делается из железобетона с хорошей гидро- и теплоизоляцией.

Стены, потолок, балки и колонны в солодовнях делают с гладкой и ровной поверхностью, без острых и прямых углов во избежание скопления пыли.

Высота токовых помещений, где проводится проращивание ячменя, должна быть 3-3,5 м.

Верхнюю часть стен и потолка солодовни покрывают известковой, а нижнюю - цементной штукатуркой.

Для правильной вентиляции токовой солодовни устраивается специальная сеть воздушных каналов в стенках и потолке. Расположение приточных и вытяжных отверстий вентиляционной системы должно обеспечивать равномерный обмен воздуха в солодовне и вытеснение и отвод углекислоты, образующейся в результате дыхания прорастающего на току ячменя.

Схема вентиляционных каналов показана на рис. 33. Свежий воздух поступает через центральный канал 1. Теплый воздух нижних слоев, содержащий углекислоту, выносится через нижние 3 и верхние 2 боковые каналы. Он устремляется через верхнее боковое отверстие канала и создает сильный поток, который увлекает за собой более тяжелую углекислоту через нижнее отверстие вытяжного канала.

Для регулирования воздухообмена вытяжные отверстия снабжаются задвижками.

Естественная вентиляция в токовых солодовнях дает вполне удовлетворительный эффект при работе в холодное время года, но в теплое время года она неэффективна, так как разность плотностей свежего воздуха и теплого, содержащего большое количество СО₂, становится очень незначительной и движение воздуха в нижней части помещения прекращается.

При недостаточной естественной вентиляции устраивается иногда искусственная приточно-вытяжная вентиляция, однако она не имеет широкого распространения и не дает большого эффекта.

Нормальный температурный режим в токовых солодовнях обычно поддерживается за счет вентиляции, что легко удается в холодное время года. В теплое время года усиленная вентиляция не только не полезна, но и вредна, так как при этом еще более отепляется помещение солодовни. Известный эффект дает охлаждение пола в солодовне, если его поливать очень холодной водой перед выгрузкой замоченного зерна. Для охлаждения токов применяют также искусственное охлаждение вентилируемого воздуха или устанавливают холодильные батареи непосредственно в помещении солодовни. Однако при большом объеме вентилируемого в солодовне воздуха коэффициент использования холода собственно на охлаждение солода в этом случае будет очень малым.

Охлаждение воздуха возможно и путем распыления холодной воды в солодовне, но это дает эффект только в том случае, когда в солодовню поступает сухой воздух. При поступлении теплого и влажного воздуха эффект охлаждения от такого способа крайне незначителен и кратковремен.

Таким образом, само устройство токов с их естественной вентиляцией определяет возможность работы в такой солодовне только в зимнее время и в осенне-весенние холодные месяцы. Обычно для средней полосы СССР нормальные токовые солодовни, работают 9-10 месяцев в году. В хорошо теплоизолированных солодовнях, углубленных в землю на 1,5-2 м, удается работать и более продолжительный срок, по при этом необходимо ограничивать естественную вентиляцию днем, когда снаружи поступает теплый воздух, и усиливать се ночью, когда температура наружного воздуха более низкая.

Нормальная температура для помещений токовой солодовни 10-12°C, т. е. ниже температуры прорастающего зерна на 5-8 град.

Порядок и режим работы в токовой солодовне. Замоченный ячмень, имеющий влажность 42-43% для светлых или 45-47% для темных солодов, перед спуском на тока слегка обсушивают. Для этого из замочного чана спускают воду и оставляют ячмень на 2 ч без воды. После этого его направляют на ток, где укладывают в ровную грядку - мокрый ворох, в котором он лежит около 12 ч без перелопачивания.

Высоту грядки делают различной, 30-50 см, в зависимости от степени замачивания и температуры в солодовне. Если зерно в замочном чане было недомочено или температура в солодовне была очень низкая и замачивание велось при низкой температуре, то зерно укладывают толстым слоем в более высокий мокрый ворох.

Если зерно в замочном чане было перемочено или применяли воду с высокой температурой и зерно наклюнулось, то его кладут в тонкую грядку - низкий ворох.

Таким образом, укладкой замоченного зерна в ворох разной высоты можно регулировать температуру в зерне на самой ранней стадии проращивания.

Для равномерного распределения и проветривания мокрый ворох перелопачивают. При этом верхний и боковые слои зерна, наиболее быстро обсыхающие снаружи, попадают вниз и в середину вороха, а наиболее влажные - наверх. Такое перелопачивание позволяет равномерно обсушить зерно с поверхности по всей толще вороха.

Первое перелопачивание мокрого вороха производят через 12 ч. После обсушивания зерна путем перелопачивания высоту его в грядке уменьшают до 20-25 см.

Дальнейший уход за прорастающим зерном заключается в поддержании нужной температуры и своевременном проветривании его.

Перелопачивание в большинстве случаев ведут ручным способом, применяя деревянную широкую лопату. Для охлаждения и обсушивания зерно перебрасывают веерообразно на свободную часть тока.

Проращиваемое зерно можно перелопачивать как в три, так и в два приема.

При перелопачивании в три приема вначале берут лопатой верхний слой солода и веерообразно разбрасывают его на свободную площадь тока, затем берут средний слой солода и также веерообразно разбрасывают на перелопаченное зерно верхнего слоя; после этого зерно нижнего слоя таким же движением распределяют равномерно на поверхности солода. Таким образом, при перелопачивании в три приема верхний, наиболее сухой и холодный слой зерна оказывается внизу, а нижний, наиболее сырой и теплый - наверху. При этом способе достигается наибольшее охлаждение солода.

При перелопачивании в два приема верхнюю часть солода сбрасывают веерообразно на свободный участок тока, а затем нижнюю часть солода тоже веерообразно разбрасывают на него сверху. При этих условиях получается умеренное проветривание и охлаждение зерна.

При правильном перелопачивании поверхность солода на току выглядит ровной, слой его имеет одинаковую толщину на всех участках тока. По окончании перелопачивания зачищают края грядок, сгребая солод с края так, чтобы образовался трапециевидный бортик с наклоном боковых сторон под 60°.

Частота перелопачивания солода зависит от ряда причин: скорости роста, самосогревания зерна, степени растворения эндосперма, необходимости аэрации зерна, температуры воздуха в солодовне, влажности солода и от того, в какой стадии проращивания находится зерно на току.

Проращивание ячменя на току можно условно разделить на две стадии:

1) первые трое-четверо суток - стадия развития и интенсивного прорастания зерна;

2) последние трое-четверо суток - стадия энергичного растворения эндосперма.

Каждая из этих стадий имеет особое технологическое значение; строго разграничивать их нельзя, но такое условное деление удобно для характеристики протекающих процессов и мероприятий, необходимых для регулирования процесса соложения ячменя.

В первой стадии активируются и накапливаются ферменты, идет усиленный рост зародыша. Запасные вещества эндосперма переходят в растворимое состояние, но не накапливаются в солоде, а потребляются на синтез новых веществ зародыша. Часть углеводов расходуется на дыхание. В результате дыхания образуются углекислота и вода и выделяется большое количество тепла. Повышение температуры в солоде ускоряет испарение влаги. Но влага конденсируется на верхнем холодном слое солода в виде росы, называемой в практике соложения «потом».

Ростки солода мощно развиваются, становятся курчавыми, и благодаря этому солод лежит более рыхлым слоем.

В это время очень важно следить за тем, чтобы температура повышалась медленно. На третий и четвертый день быстро развиваются корешки. Если жизненные процессы будут развиваться слишком быстро и зерно разогреется рано, то трудно будет регулировать температуру. Частое перелопачивание в этом случае не исправит положения, а только излишне подсушит солод. Корешки солода раньше времени завянут. Солод не будет иметь высокой ферментативной активности. Поэтому в период роста температура в солоде не должна быть более 17°С, что достигается путем перелопачивания солода и регулирования высоты слоя, которую постепенно снижают. Перелопачивание следует вести через 8 ч, а в первые дни - через 12 ч.

При отсутствии конденсирующихся на верхнем слое капель воды («пота») солод можно осторожно поливать водой, мелко разбрызгивая ее из лейки или гидропульта. После такого полива немедленно проводят тщательное перелопачивание.

Во второй стадии солодоращения накопившиеся и активированные ферменты энергично растворяют запасные вещества в эндосперме. В эндосперме появляется значительное количество растворимых сахаров, аминокислот и других веществ, повышающих кислотность солода. Под влиянием возрастающей кислотности еще более усиливается растворение эндосперма. Растворение запасных веществ идет настолько быстро, что они не успевают потребляться зародышем и их избыток накапливается в эндосперме.

Пышно проросшее зерно интенсивно дышит, выделяются углекислота, вода и тепло. Влага легко испаряется с очень рыхлого верхнего слоя солода и излишне не конденсируется на его поверхности.

В рыхло лежащем солоде в период между перелопачиваниями накапливается, большое количество углекислоты, которая угнетает рост и способствует усилению ферментативных процессов растворения эндосперма. Вместе с этим в силу замедленного газообмена и малой теплопроводности рыхло лежащий солод сильно разогревается. При перелопачивании зерно, хотя и хорошо охлаждается, но приток свежего воздуха усиливает его дыхание, что в свою очередь приводит к повышению температуры солода. Зерно еще более разогревается. На этой стадии перелопачивание - самая ответственная операция, от своевременного проведения которой зависит качество солода. Общим правилом обработки солода на этой стадии является перелопачивание не менее чем через 8 ч с уменьшением высоты слоя до 15-20 см в зависимости от температуры солода.

Солод с хорошо развитыми корешками склонен к так называемому схватыванию, заключающемуся в том, что корешки его переплетаются между собой. При схватывании солода сильно затрудняется вентиляция зерна. В процессе изготовления светлых сортов солода нельзя допускать схватывания. В крайнем случае схватывание допускается в последний день соложения для трудно растворяющихся ячменей.

Во время соложения ячменя вследствие сильной вентиляции или слишком сухого воздуха в солодовне может произойти преждевременное подвяливание корешков. При этом клетки отмирают, а питательные вещества, заключенные в них, становятся доступными для микроорганизмов, всегда в изобилии находящихся на зерне. Микроорганизмы, в частности плесени, начинают быстро развиваться. Поливать солод в это время нельзя, так как это создает наиболее благоприятные условия для развития плесеней на солоде.

В конце соложения стремятся возможно больше подсушить солод и ослабить дыхание зерна. Для этого уменьшают слой солода на току до 12-15 см и перелопачивание проводят реже.

Для наглядного сопоставления технологических операций с температурным режимом их проведения приводим примерный режим соложения светлого солода (табл. 23).

Таблица 23

Сутки проращивания	Высота грядки в см	Максимальная температура зерна в°C	Число перелопачиваний в сутки	Характеристика корешков и степени растворения эндосперма
Первые	50-40			Наклевывание зерна. Эндосперм резиноподобный
Вторые	35-25			Появление 2-3 корешков. Около зародыша едва заметная зона растворения
Третьи	30-20		2-3	Хорошее развитие корешков
Четвертые	30-20			Пышные, курчавые и сочные корешки. Зародышевый листочек больше половины длины зерна. Эндосперм растворен в нижней половине зерна
Пятые-шестые	25-20			То же
Седьмые	20-15			Небольшое подвяливание корешков. Листочек равен 3/4 длины зерна. Не растворена только верхушка эндосперма
Восьмые	15-12			Сильное подвяливание корешков. Листочек достигает длины зерна. Эндосперм полностью растворен

Динамика растворения эндосперма по дням ращения схематически представлена на рис. 34.

В светлом солоде у 70-75% всех зерен длина зародышевого листочка должна составлять от 1/2 до 3/4 длины зерна, а у 10% - равна ей. «Гусары» должны отсутствовать.

Микроскопические изменения эндосперма ячменя во время соложения видны на микрофотографии (рис. 35).

На четвертый день проращивания клеточные стенки эндосперма полностью исчезают, но крахмальные зерна еще сцементированы и конгломераты их напоминают расположение клеток эндосперма. На седьмые и восьмые сутки крахмальные зерна располагаются хаотично и не связаны между собой. Эндосперм полностью растворен.

Соложение ячменя для изготовления темного солода ведется по иному технологическому режиму.

Темные сорта пива должны обладать приятным солодовым ароматом, иметь полный вкус и компактную обильную пену.

Следовательно, при солодоращении в солоде должно быть накоплено большое количество аминокислот, сахаров и достигнуто очень хорошее растворение эндосперма, чтобы при сушке солода можно было получить красящие, ароматические и вкусовые вещества.

Для изготовления темного солода замоченный ячмень должен иметь не менее 45-47% влаги.

При проращивании ячменя допускается более высокий слой зерна; температура в солоде может доходить до 20-21-22ºC.

Перелопачивание солода проводится не чаще чем через 10-12 ч. Высоту слоя солода понижают медленно. Проращивание зерна длится девять дней. На пятый-шестой и на седьмой-восьмой день проращивания происходит схватывание солода.

Развитие корешков и зародышевого листочка в темном солоде допускается значительно большее, чем у светлых солодов. Длина корешков достигает 2-2,5-кратной длины зерна. Зародышевый листочек бывает равен длине зерна, а у некоторой части зерен допускается образование гусаров. Растворение зерна должно быть глубоким, чтобы все кончики зерна были растворены полностью.

Полное растворение эндосперма, глубокий распад белковых веществ и накопление при этом сахаров и аминокислот - обязательные условия для получения хорошего темного солода.

Для производства темного солода предпочтительно применяют ячмени с большим содержанием белков.

Повышенный распад белков ячменя, накопление сахаров и глубокое растворение эндосперма достигаются тем, что на пятый-шестой и седьмой-восьмой день проращивания солоду дают схватиться и оставляют его на 15-18 ч без перелопачивания. В солоде накапливается большое количество углекислоты, дыхание зерна затухает, но ферментативные процессы, особенно действие протеолитических ферментов, усиливаются.

Примерный режим ращения темного солода приводится в табл. 24.

Таблица 24

Дни проращивания	Высота грядки в см	Максимальная температура солода в°C	Число перелопачиваний в сутки	Примечание
Первый	35-40	13-15
Второй	25-35	14 - 16
Третий	20-25	17-18	2-3
Четвертый	15-20	18-19		Схватывание солода
Пятый	10-15	19-20
Шестой	10-15	19-20
Седьмой	10-15	19-20
Восьмой	10-15	17-18
Девятый	10-15	17-18

Потери веществ на дыхание и ростки при ращении темного солода превышают 10%.

Для приготовления солода-диафарина с высокой ферментативной активностью берут ячмень с высокой прорастаемостью. Хороший солод получается из мелкого, хорошо очищенного и высокобелковистого ячменя.

Такой солод лучше всего готовить в холодное время года. Ячмень замачивают обычным способом с интенсивным продуванием воздуха. Желательно, чтобы он наклюнулся в замочном чане. Влага в замоченном ячмене должна быть в пределах 43-45%. Ячмень проращивают в течение 10-42, суток при температуре солода не выше 18ºC и регулярном перелопачивании. В солоде до конца соложения должно сохраняться от 43 до 45% влаги. При таком длительном проращивании возможно появление гусаров и увеличение потерь на дыхание.

Приготовление других сортов солода (карамельного, жженого) описано на стр. 186.

Механизация соложения на токах. Перелопачивание солода на токах - очень трудоемкий процесс. Для механизации его применяются солодовые плужки разной конструкции, в том числе электрические и ручные. Плужки хорошо переваливают солод, рыхлят грядку, но не позволяют достаточно интенсивно проветривать и охлаждать его. Применение их эффективно в тех случаях, когда не требуется сильно понижать температуру солода. Плужки, оборудованные пневматической установкой для, продувания- солода, очень громоздки.

В некоторых случаях для ворошения солода на токах применяются механические ворошители очень сложной конструкции.

Установка таких ворошителей не оправдывается экономически, съем солода не увеличивается, и качество его не улучшается.

Съем солода с 1 м² и расчет площади токовой солодовни. Токовые солодовни имеются в основном при небольших пивоваренных заводах и требуют значительных площадей. В среднем считается, что с 1 м² площади тока можно снять 110-120 кг сухого солода в месяц или переработать до 145 кг замачиваемого ячменя.

При расчете токовой солодовни принимается, что объем зерна во время соложения увеличивается в среднем в 2,3 раза, средняя высота солодовой грядки составляет 14 см, проходы между грядками занимают 10-15% от всей площади токов. При пересчете массы ячменя по его объему учитывается натура ячменя.

Для расчета необходимо определить среднюю высоту грядки солода во время соложения и рассчитать среднюю площадь, которую будет занимать 1 т солода. Расчет средней высоты грядки довольно труден, поэтому для упрощения расчета принимают ее равной 15 см.

Пример. Требуется определить, сколько ячменя можно переработать на 1 м² площади тока солодовни при семидневном солодоращении; коэффициент использования площади равен 0,85.

Подсчитаем, какую площадь займет 1 т замоченного ячменя после проращивания, если средняя высота слоя солода 15 см; солод увеличивается в объеме в 2,3 раза; натура ячменя 650 г/л; выход сухого солода 78%.

При этих условиях получим:

· объем 1 т ячменя V₁ = 1000: 650 = 1,54 м³,

· объем солода V₂ = 1,54 • 2,3 = 3,54 м³

· площадь, занимаемая солодом,

· общая площадь тока .

С этой площади будет снято 780 кг сухого солода за семь дней.

Следовательно, в месяц можно будет спять

Отсюда с 1 м² площади в месяц можно снять 3343: 27,7 ≈ 120 кг сухого солода.

 

Плесневение солода при токовом проращивании. Условия токового проращивания наиболее благоприятны для развития плесеней. Начальной причиной развития плесеней является само зерно, на котором присутствуют споры плесневых грибов. В последующем вторичное обсеменение спорами происходит за счет плесеней, развивающихся на солоде, и за счет воздуха солодовни, который постоянно заражается спорами с плесневеющего солода.

Наиболее часто солод плесневеет при развитии мукоровых, аспергилловых и пеницилловых грибов. Другие виды плесневых грибов поражают его сравнительно редко.

Прежде всего и раньше всего плесневые грибы поражают битое зерно и половинки зерна. Открытая поверхность эндосперма создает благоприятную среду, а высокая влажность - подходящие условия для развития плесеней.

Как правило, развившиеся грибы быстро переходят к плодоношению, образуют громадное количество спор и необычайно быстро обсеменяют весь воздух солодовни и все зерно. Дальнейшее развитие плесеней на солоде уже определяется количеством битого зерна или зерна, не способного прорастать. Зерно, не способное прорастать, быстро плесневеет, потому что его оболочки становятся проницаемыми для растворенных в эндосперме веществ. Эти вещества «выпотевают» на поверхность, и после испарения влаги на ней создается концентрация питательных веществ, вполне достаточная для быстрого развития плесеней. В связи с тем, что наибольшее количество растворимых веществ находится в зародыше, плесневение зерна и обнаруживается ранее всего на зародышевой части зерна.

Подвяливание корешков солода точно так же создает благоприятные условия для развития плесеней. Подвяленные корешки становятся проницаемыми для растворенных веществ; они выпотевают на поверхности корешка и создают благоприятную питательную среду для развития плесеней.

Кроме указанных плесневых грибов, на солоде могут развиваться актиномицеты, бактерии и дрожжи. В результате этого солод приобретает специфический затхлый запах и становится кислым.

Наиболее неприхотливы из перечисленных грибов мукоровые грибы. Они могут развиваться как при хорошем доступе воздуха, так и при малой аэрации. Отличительная особенность их морфологического строения - это лишенный перегородок мицелий, и только спорангиеносец отделен перегородкой. Плодоношение сводится к образованию головки, или спорангия. Споры развиваются и созревают внутри спорангия (рис. 36).

При отсутствии доступа кислорода некоторые из мукоровых грибов дают так называемые мукоровые дрожжи, которые развиваются в результате септирования мицелия.

Аспергилловые и пеницилловые грибы представлены на солоде многими видами.

Аспергилловые грибы отличаются тем, что споры у них развиваются как экзоспоры на конидиеносцах, очень разнообразных по морфологическому строению (рис. 37).

Споры или конидии у аспергилловых грибов окрашены в различные цвета - от черного до коричневого, от желтого до зеленого. Но встречаются и грибы, которые дают бесцветные белые конидии. Соответственно цвету грибы имеют и названия: Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus Candida и т. д.

Иногда грибам присваиваются названия по тем злакам, на которых они впервые были найдены или преимущественно развиваются, например Aspergillus oryzae (аспергилл рисовый).

Пеницилловые грибы дают характерный вид спороношения - конидиеносцы у них развиваются в форме кисточки (рис. 38).

Большинство плесневых грибов образует разнообразные гидролитические ферменты - амилазу, протеазу, пектиназу и т. д., в связи с чем многие плесневые грибы имеют специальное промышленное применение. Они образуют также те или иные антибиотики и используются для производства антибиотиков - пенициллина, биомицина и т. д.

Многие из плесневых грибов при развитии на специальных средах накапливают различные органические кислоты. Однако это возможно только при специальных методах выращивания, а при спонтанном развитии плесневых грибов во время соложения они или вовсе не образуют этих веществ, или образуют их в ничтожно малых количествах. В значительных количествах они в этих условиях образуют лишь вредные для производства вещества, в частности такие, которые могут тормозить брожение; возможно, что эти вещества также относятся к специальным антибиотикам, но подробно они не изучены.

Ящичные пневматические солодовни. В каждой ящичной солодовне имеются три установки: ящики для соложения ячменя, вентиляционная станция для подачи в них воздуха и камера для кондиционирования воздуха по влажности и температуре.

Принцип проращивания ячменя в ящичной солодовне заключается в том, что через замоченное зерно, насыпанное слоем высотой более 60 см на ситчатое дно ящиков, продувается кондиционированный воздух; во время проращивания зерно механически ворошится ворошителями или вручную деревянными лопатами.

Процесс проращивания ячменя в ящичной солодовне регулируется воздухом, продувание которого одновременно обеспечивает понижение температуры в зерне и приток кислорода для дыхания зерна.

Ввиду того что для снижения температуры требуется значительно большее количество воздуха, чем для обеспечения нормального дыхания, степень аэрирования зерна во время проращивания регулируется путем возврата отработавшего воздуха, прошедшего через слой прорастающего в ящике зерна и обедненного кислородом.

Такой воздух содержит значительно меньше кислорода и больше углекислоты и азота.

Усиленная аэрация зерна составляет специфическую особенность соложения в ящичных солодовнях, что в свою очередь определяет качество получаемого солода и его химический состав.

Если на токах при тонком слое зерна без значительного повышения температуры можно ограничивать аэрацию, накапливать в межзерновом пространстве значительное количество углекислоты, то в ящичных солодовнях такой возможности нет. Однако, как будет показано Ниже, при специальных методах соложения удается повысить концентрацию CO₂ в воздухе, не уменьшая интенсивности продувания воздуха.

Поэтому солод, получаемый в ящичных солодовнях, при очень высокой ферментативной активности и хорошем растворении эндосперма содержит меньше аминокислот, сахаров и растворимых белков.

В силу того что при ящичном проращивании также нельзя допускать схватывания и ферментирования зерна в условиях ограниченной аэрации, в ящиках трудно получить темный солод хорошего качества.

Конструкции ящичных солодовен различны и зависят от того, подается ли продуваемый воздух сверху или снизу. Если воздух подается сверху солода и продувание ведется сверху вниз, то такие ящики устанавливают в герметически закрытом помещении. Если воздух подается снизу вверх и отработавший воздух непосредственно через слой солода поступает в атмосферу, то такие ящики устанавливают в открытых помещениях, допускающих свободный обмен воздуха и вентилирование помещений.

Наиболее распространены солодовни с открытыми ящиками, в которых продувание воздуха через слой проращиваемого солода ведут снизу вверх. Обслуживание таких солодовен гораздо удобнее, но зато помещения их бывают более сырыми, что создает благоприятные условия для развития плесеней на стенах и потолках.

Открытые ящичные солодовни делятся на два типа: механизированные и немеханизированные. В механизированных солодовнях солод ворошат механическими ворошителями (рис. 39). В этих солодовнях в большинстве случаев каждый ящик работает совершенно самостоятельно.

В немеханизированных солодовнях перелопачивание солода ведут вручную путем переброски его последовательно из ящика в ящик, на что затрачивается огромное количество ручного труда. В них трудно регулировать продолжительность ращения солода. Так, например, без особых осложнений нельзя подавать солод на сушку из какого-либо среднего ящика или, наоборот, удлинить срок ращения в каком-либо одном ящике, не нарушая общего режима и порядка работы.

В механизированных ящичных солодовнях, где в каждом ящике зерно находится в течение всего периода ращения, можно подавать солод на сушку в любое время и из любого ящика.

Число ящиков в ящичной солодовне зависит от продолжительности проращивания зерна. Обычно ящики рассчитывают на восьмисуточное ращение, поэтому в ящичной солодовне устанавливают восемь ящиков или кратное этому числу в зависимости от производительности сушилок.

Ящики имеют прямоугольную форму. Стенки их делают из железобетона, бетона или кирпича толщиной 15-25 см в зависимости от материала, из которого их изготовляют. Внутреннюю поверхность стенок цементируют, она должна быть совершенно гладкой. Каждый ящик имеет два дна: основное дно - цементированное - с небольшим уклоном для стока воды. В этом дне для сброса воды в канализацию устраивают спуски с гидравлическим затвором во избежание поступления газов из канализации. На высоте 60-70 см, а в новых солодовнях- на высоте 1,5-2,0 м, устанавливают второе ситчатое дно, состоящее из прочных сит. Сита изготовляют из оцинкованной стали толщиной 3 мм; они состоят из отдельных прямоугольных секций, которые укладывают рядами на горизонтально расположенные рельсы, идущие параллельно вдоль ящиков.

Для осмотра, ремонта и очистки подситового пространства боковые секции в широких ящиках крепят неподвижно, а средние - на шарнирах. В небольших ящиках на шарнирах устанавливают обе половины секций или делают их съемными.

Сита имеют продолговатые трапециевидные отверстия размером 1,5X20 мм по верхнему основанию. Живое сечение отверстий должно быть не менее 10% площади сит.

Высота стенок ящиков над ситами равна 1 -1,2 м в малых и 1,5-1,75 м в больших ящиках. На продольных стенках ящиков устанавливают рельсы, по которым движется шнековый ворошитель. К передним стенкам ящиков примыкает воздушный канал, сообщающийся с подситовым пространством. По этому каналу в подситовое пространство каждого ящика отдельно нагнетается кондиционированный воздух. Вентиляторы и камера кондиционирования при таком устройстве ящиков устанавливаются общие. Количество воздуха, подаваемого в каждый ящик, регулируют шиберами, отделяющими подситовое пространство от воздушного канала.

Наиболее современным типом ящичных солодовен являются солодовни, в которых для каждого ящика устраиваются отдельный воздушный канал и камера кондиционирования воздуха. Вентиляторы устанавливают или для каждого ящика, или один на два соседних ящика.

Для продувания солода используется свежий воздух, однако в большинстве случаев практикуют возврат воздуха из помещения ящичной солодовни (рециркуляция воздуха). Это позволяет значительно уменьшить расход топлива на подогрев воздуха в зимнее время. Считается также, что при таком способе продувания снижаются потери и увеличивается выход солода.

Размеры ящиков имеют большое значение для технологического процесса. В длинных ящиках труднее проводить равномерное продувание, в широких - требуются очень большие неудобные солодоворошители.

Правильное соотношение ширины и длины ящиков 1:5, 1:6. Большей частью применяются ящики длиной 10-15 и шириной 3 м. На 1 м² площади сит ящиков загружается от 250 до 500 кг ячменя в зависимости от конструкции ящиков и ворошителей.

Пример. Необходимо переработать 5 т ячменя. Объем ячменя при натуре 690 г/л равен

после закачивания объем увеличивается в 1,4 раза и составит

Объем зеленого солода и 2,2 раза больше объема ячменя, т. е.

Считаем, что в первые пять суток объем солода будет возрастать, на шестой; восьмой день он изменится мало.

Следовательно, объем солода в м³ по дням ращения изменится таким образом:

10,2	11,6	13,0	14,5	16,0	16,3	16,3	16,3

 

Солодоращение ячменя в ящиках. Замоченный ячмень подается вместе с водой в растильные ящики, где зерно распределяется на ситчатом дне ровным слоем высотой 0,6- 0,85 м. После этого зерно обсушивают, продувая через него сухой воздух. В процессе солодоращения в результате прорастания зерна объем его увеличивается. Высота слоя солода на пятый-шестой день достигает более 0,8-1,1 м.

Во время ращения солода в ящиках температура повышается быстрее, чем на токах. При повышении температуры в солоде для охлаждения его до 15-17ºC продувается увлажненный воздух с температурой не выше 12°С.