Практические приемы охлаждения сусла

Наиболее старым и распространенным способом охлаждения является охлаждение сусла на тарелках. Холодильные тарелки устанавливают в особом помещении, обычно на чердаке, над бродильней. Для вентиляции помещения устраивают жалюзи, которые можно закрывать или открывать, сообразуясь со скоростью удаления водяных паров из помещения.

Во избежание обсеменения сусла посторонней микрофлорой в помещение, где расположены тарелки, должен нагнетаться стерильный воздух.

Стерилизация воздуха проводится продуванием его через камеры, заполненные кольцами Рашига. Кольца Рашига смачивают минеральным, не имеющим запаха маслом, в котором растворена бактерицидная краска - бриллиантовая зелень.

Пыль и бактерии, находящиеся в продуваемом воздухе, оседают на развитой поверхности колец Рашига и под действием бактерицидной краски погибают.

На тарелках протекают три процесса: охлаждение сусла, поглощение им кислорода из воздуха и оседание свернувшихся белков сусла.

Охлаждение сусла на тарелках до 60°C происходит довольно медленно за счет теплоотдачи и испарения воды из сусла. При очень медленном снижении температуры, особенно в летнее время, возникает опасность бактериального заражения сусла. Для ускорения охлаждения сусла за счет испарения воды иногда вводят механическое обдувание, устанавливая над. тарелкой пропеллер.

При работе пропеллера создается движение воздуха и ускоряется удаление водяных паров. Количество испаряющейся вовремя охлаждения сусла на тарелках влаги зависит от времени года и колеблется в пределах 4-10%.

Количество воды, испаренной при охлаждении сусла, определяется по формуле:

 

 

Пример. Содержание сухих веществ в горячем сусле, приведенное к 20ºC, было 10,45%, после охлаждения оно стало 11,1%; следовательно, испарение воды составит:

Количество воды, испаренной при охлаждении сусла, определяется по формуле:

После спуска сусла на холодильные аппараты на тарелках остается белковый отстой, содержащий значительное количество сусла. Его фильтруют на фильтрпрессах через грубую ткань. Отфильтрованное сусло пастеризуют и направляют через холодильный аппарат в бродильню или возвращают в сусловарочный котел.

Содержание сухих веществ в горячем сусле, поступающем на охлаждение, зависит от способа охлаждения сусла. При охлаждении в отстойных чанах содержание их в горячем сусле для Жигулевского пива должно быть около 10,9%, а при охлаждении на тарелках - от 10,4 до 10,6% по сахарометру, так как в этом случае испаряется значительно больше воды, чем в отстойных чанах.

Охлаждение сусла на тарелках длится от 2 до 6 ч в зависимости от метеорологических условий. В отстойных чанах оно может происходить значительно быстрее. Скорость охлаждения сусла в них определяется быстротой оседания белкового отстоя и пропускной способностью холодильных аппаратов.

Охлаждение сусла на холодильных аппаратах. Полного охлаждения сусла на тарелках или в отстойных чанах до низкой температуры не проводят.

Для предотвращения порчи (вследствие развития посторонних микроорганизмов) отстоявшееся сусло быстро охлаждают с 60 до 4-6ºC на противоточных холодильных аппаратах открытого и закрытого типа.

Весь процесс охлаждения сусла длится от 1,5 до 2 ч, в зависимости от производительности холодильного аппарата. Для охлаждения сусла используют оросительные открытые холодильники и закрытые холодильники разных систем.

Оросительные противоточные холодильники. Оросительный противоточный холодильник (рис. 75) состоит из тонкостенных медных, иногда луженных снаружи труб круглого или овального сечения. Трубы расположены в вертикальной плоскости одна под другой и образуют сплошную поверхность высотой около 2,5-3 м и длиной от 2 до 6 м. Иногда трубы расположены волнообразно. При таком расположении увеличивается охлаждающая поверхность, замедляется сток сусла, текущее по трубам сусло перемешивается, что способствует более быстрой его аэрации.

Трубки для оросительных холодильников применяют круглые, цельнотянутые, внутренним диаметром 50 мм или фасонные различных профилей.

Сверху, над трубами, установлен желоб с мелкими отверстиями для равномерного стока сусла по всей поверхности холодильника. Под трубами находится сборный желоб для охлажденного сусла. Охлаждающая вода поступает в трубы снизу вверх, навстречу охлаждаемому суслу, стекающему по поверхности холодильника.

Холодильник имеет две секции - верхнюю и нижнюю. В трубах верхней секции протекает водопроводная или колодезная вода; сусло на этой секции охлаждается с 60 до 20°С. В нижней секции аппарата протекает вода, охлажденная до 0,5-1°С, или рассол из испарителя холодильной машины; на этой секции сусло охлаждается с 20 до 4-6°С.

Зимой при наличии холодной водопроводной воды обе секции соединяют последовательно или параллельно и питают одной и той же водой.

Двухсекционные холодильники высотой 2,5-3 и длиной 5-6 м охлаждают 1400 л сусла в час на каждый метр длины холодильника. Это составляет примерно 250 л горячего сусла в час на 1 м² поверхности теплопередачи верхней и нижней секций холодильника при охлаждении сусла с 60 до 6°С. При нагрузке менее 1000 л на 1 м длины поверхность охлаждения суслом целиком не покрывается, а при нагрузке свыше 1800 л происходит разбрызгивание сусла.

Расход воды на охлаждение равен примерно двойному количеству охлаждаемого сусла, т. е. на 1 л сусла расходуется 2-2,5 л воды. Скорость воды в трубах холодильника должна быть в пределах 0,8-1,5 м/сек.

Эффект охлаждения повышается за счет испарения воды при стекании сусла.

Закрытые противоточные трубчатые холодильники. Холодильники этого типа (рис. 76) имеют горизонтальные чугунные или стальные трубы, внутри которых находятся тонкостенные луженые медные трубы. Сусло протекает по внутренним трубам, а охлаждающая вода - в межтрубном пространстве.

Закрытый холодильник, как и оросительный, разбит на две секции: верхняя - для обычной водопроводной или колодезной воды и нижняя - для охлажденной воды.

Преимущество закрытых холодильников перед открытыми состоит в том, что сусло в них защищено от инфекции и скорость его движения можно регулировать.

К недостаткам их следует отнести сложность мойки и удаления осадков с поверхности внутренних труб.

Кроме закрытых противоточных трубчатых холодильников, в СССР и за рубежом для охлаждения сусла широко применяются пластинчатые холодильники. Охлаждение сусла в них также происходит в две стадии.

Пластинчатый холодильник (рис. 77) состоит из станины, рабочих и разделительных рифленых пластин, изготовленных из нержавеющей стали. Пластины подвешены на параллельных стержнях, закрепленных в передней и задней опорных плитах. С помощью винта пластины сжимаются в пакет.

Рабочие и разделительные пластины - основные части холодильника; расположены они поочередно в секциях аппарата и составляют поверхность теплообмена. Все пластины уплотняются специальными резиновыми жгутами, уложенными в канавки рабочих пластин.

Пластины имеют по углам отверстия, образующие в собранном холодильнике каналы, по которым протекают теплообменивающие жидкости. С обеих сторон каждой пластины имеются желобки, по которым зигзагообразно текут жидкости от входного канала к выходному: по желобкам одной стороны протекает сусло, по желобкам обратной стороны противотоком протекает холодная вода или рассол. Схема теплообмена показана на рис. 78.

На первой стадии охлаждения на пластинчатом холодильнике используют воду, на второй обычно пользуются рассолом с температурой минус 10-12°С.

Пластинчатые холодильники, как и противоточные трубчатые холодильники, являются закрытыми аппаратами. Они широко применяются для охлаждения сусла при производстве пива по новой технологической схеме.

 

ОСВЕТЛЕНИЕ СУСЛА

В последние годы в пивоваренной промышленности за рубежом и на отдельных заводах СССР применяют для осветления сусла и пива сепараторы, ускоряющие осаждение взвешенных частиц при помощи центробежных сил.

Вопрос о применении сепараторов-центрифуг для осветления сусла не нов, но практическое решение он получил на опыте работы шведских, норвежских, бельгийских и других пивоваренных заводов. В некоторых европейских странах сепараторы использовались главным образом для отделения сусла из тарелочного отстоя.

В зависимости от мощности пивоваренных заводов приводятся две возможные схемы охлаждения и осветления сусла. По первой из них (рис. 79, а) горячее сусло из сусловарочного котла 1 поступает в хмелецедильник 2 и насосом 3 перекачивается в отстойный чан 4, из которого самотеком поступает на сепаратор 5 и затем на пластинчатый холодильник 6.

По второй схеме (рис. 79, б) осадочный чан оборудован поплавковым краном, по которому осветленное сусло может быть спущено прямо на пластинчатый холодильник, минуя сепаратор.

Сепаратор для осветления сусла (рис. 80) последней конструкции импульсный с автоматическим удалением накапливающегося осадка без остановки аппарата.

Сусло подается в сепаратор, проходит через комплект тарелок быстро вращающегося барабана, под действием центробежной силы очищается от взвешенных частиц и осветленное удаляется из сепаратора через трубу в верхней части барабана. Осадок накапливается в коническом кольцевом пространстве барабана.

Как только это пространство будет заполнено осадком, приток сусла в барабан прекращают и вместо него подают небольшое количество воды, которая вытесняет из барабана остатки сусла. Осадок через узкую щель в кольцевом пространстве, образуемую благодаря отжатию подвижного дна барабана водой, выбрасывается из барабана без остановки сепаратора. Затем щель закрывается и в барабан снова подается сусло.

Перед работой сепаратор стерилизуют паром, промывают водой и охлаждают. Сепарирование можно применять для отделения белкового отстоя, осветления горячего и холодного сусла.

При сепарировании белкового отстоя сусло получается более чистое биологически, чем на фильтрпрессе.

Осветляя горячее сусло перед охлаждением на сепараторе, можно исключить операции отстаивания белкового отстоя и последующее сепарирование его. Сепарировать следует все сусло после прохождения его через хмелецедильник; грубый труб при этом быстро и хорошо осаждается.

Значительно лучшее осветление достигается при сепарировании холодного сусла, так как в этом случае выделяется не только грубый, но и тонкий труб.

Применение сепараторов для осветления сусла имеет преимущества по сравнению с принятыми в промышленности методами фильтрации: сусло имеет более полную биологическую чистоту, экономится время на отстаивание, уменьшаются потери экстракта в белковом отстое.