Замачивание ячменя при солодоращении. Процессы, протекающие при замачивании. Способы замачивания.

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.

Замачивание ячменя при солодоращении. Процессы, протекающие при замачивании. Способы замачивания.

Подготовка зерна к последующему проращиванию с целью активизации процессов жизнидеятельности и связанных с ними физиолог., физ., и ферментативных процессов. Кроме того, вода является транспортным средством, кот. доставляет зародышу необходимые при его развитии пит. в-ва. Перед замачиванием необходимо предусмотреть мойку зерна, его дезинфекцию, т.к. зерно содержит много пыли, легковесных примесей и м.о.Для получения солода необходимо достичь так назыв. степени замачивания, влажностью 42-50%. Процесс насыщения ячменя водой. Эндосперм, содержащий значительное количество крахмала, набухает в меньшей степени. Т.о, на продолжительность замачивания влияет химический состав ячменя, в первую очередь содержание крахмала и белков. Вследствие поглощения воды и осмотического давления внутри клеток, обусловленного растворимыми межклеточными веществами, коллоиды набухают, а также увеличивается объем зерна на 45%.Скорость поглощения воды ячменем зависит от сорта, состава, года созревания и климатических условий выращивания зерна. Продолжительность замачивания ячменя, выращенного в сухом жарком климате, меньше, чем выращенного в умеренно теплом и влажном. От характера эндоспер­ма ячменя - мучнистые или стекловидные зерна - зависит скорость поглощения воды. Мучнистые зерна поглощают влагу быстрее, чем стекловидные. Исходное содержание влаги в зерне не влияет на продолжи­тельность замачивания. Ячмень, имеющий разные размеры зерен, замачивается с разной скоростью. Зерна меньшего размера достигают необходимой степени замачивания быстрее, чем зерна больших размеров. Отсюда следует, что для получения равномерно замоченного ячменя необходимо использовать однород­ное по составу и размеру зерно. Влияние О₂ и СО₂. Процесс замачивания пробуждает к жизни зародыш, рост которого сопровождается интенсивным дыханием, т. с. зерно потребляет кислород из воздуха или воды. Когда кислорода содержится в недостаточном количестве, то зародыш может восполнить недоста­ток энергии посредством анаэробного дыхания, а образующиеся при этом продукты (этиловый спирт, диоксид углерода, альдегиды, сложные эфиры, кислоты) тормозят его развитие. Вещества, полученные при анаэробном дыхании вызывают неравномерное развитие зародышевого листка, а 0,8%-ный раствор полностью подавляет рост. По мере увеличения содержания влаги в ячмене повышается интенсивность дыхания, т. е. потребляется О₂ и выделяется СО₂. Взамен молекулы поглощенного кислорода образуется одна молекула диоксида углерода. Подвод О₂ к зерну особенно необходим в начальный период замачивания. В это время начи­нается биологическая фаза роста ячменя, т. е. происходит процесс пробуждения и развития зародыша. Для равномерного протекания процесса необходимо, чтобы подвод О₂ к зерну примерно в 3 раза превышал выделение С0₂. Главная задача при замачивании зерна - снабжение его а достаточном количестве О₂ и удаление С0₂. Влияние температуры воды. С повышением t воды при замачивании интенсифицируется проникновение ее в ячмень. Время, необходимое для достижения 41% влажности зерна, зависит от темпе­ратуры замачивания, при 5 °С - 96 ч, при 10 °С -84, при 15 °С - 60 ч. Ячмень обычно замачивают при t воды от 10 до 14 °С, так как этот режим соответствует оптимальному условию для проведения процесса, поскольку при t воды ниже 10 °С тормозится развитие зерна, а при t выше 15 °С усиливается жизнедеятельность находя­щихся на зернах вредных микроорганизмов и снижается растворимость кислорода, необходимого для роста зародыша. Влияние состава воды. Мягкая вода и вода средней жесткости с равной скоростью поглощаются зерном, а вода с высокой жесткостью (свыше 14 мг-экв/л) поглощается медленно. Перед замачиванием зерно должно быть предварительно промыто водой и проде­зинфицировано (гашеная известь, гидроокись натрия, перекись водорода). Способы замачивания зерна: воздушно-водяное; в непрерывном потоке воды и воздуха; оросительное; воздушно-оросительное; с продолжительными воздушными паузами. Воздушно-водяное замачивание. Зерно попеременно находится то под водой (водяное замачивание) - 6 ч, то без нее (воздушное замачивание) - 4ч. Для удаления диоксида углерода через зерно каждый час продувают воздух в течение 10 мин независимо оттого, находится ли оно под водой или на воздухе. Смену периодов выдержки зерна под водой и без воды продолжают до тех пор, пока ячмень не достигнет влажности 43...47%. Продолжительность замачивания 48...72ч .Оросительное замачивание. Высота слоя зерна в аппарате не должна превышать 1,5-2 м. Затем зерно заливают водой и выдерживают в ней в течение 6...8 ч. После этого воду сливают и начинают непрерыв­ное орошение зерна с помощью сегнерова колеса. Вода просачивается через массу зерна, увлажняет его, доставляет свежий воздух и уносит с собой накопившийся СО₂. При этом способе происходит непрерыв­ная аэрация зерна, благодаря чему обеспечиваются его нормальное дыхание и прорастание. Воздушно-оросительное замачивание. При этом способе предусматриваются периодическое чередование орошения зерна водой и его аэрирование в течение продолжительных воздушных пауз. Чередование орошений и воздушных пауз продолжается до влажности ячменя 44-46%. 3амачивание зерна проводят непосредст­венно в солодорастильных ящиках. Вымытый и продезинфицированный ячмень выгру­жают в ящик и пускают солодоворошитель для выравнивания слоя. Затем ячмень ворошат через каждые 2-3 ч, одновременно орошая его водой. После каждого орошения ячмень продувают кондиционирован­ным воздухом через каждые 1,5 ч. (12-14°С, влажность 95-100%), поддерживая заданную t. Процесс длится 35-45 ч., расход воды 6...8 м3 на 1 т зерна. Способ замачивания с продолжительными воздушными паузами разработан для ячменей с повышенной водочувствительностью. Окончательная влажность 46-48% достигается при орошении водой зерна, поступившего в солодорастильный аппарат. Длительное воздушное замачивание способствует равномерному распределению влаги в зерновой массе и получению для разного по качеству зерна хорошего проращивания. Для этого способа характерен быстрый рост корешков, что может привести к большим потерям, если не осуществлять строгий контроль за режимом замачивания. Таким образом, применение способа замачивания с продолжительными воздушными паузами позволяет проводить замачивание зерна за 36...54 ч.