47. Способы осветления и охлаждения сусла.

Для охлаждения сусла до 60 С используют холодильные тарелки (тонкий слой сусла толщиной 150…250 мм), отстойный и гидроциклонный аппараты (высокий слой сусла). Сусло охлаждается до 60 С в тонком слое в течение 2…6 ч, в высоком слое-до 2 ч. По достижении 60°С сусло перекачивают на вторую ступень охлаждения в пластинчатые теплообменники.

Белковый отстой содержит значительное количество сусла, поэтому его фильтруют или сепарируют, стерилизуют и добавляют в сусло, которое идет на брожение. Для осветления сусла используют также центробежные сепараторы, которые позволяют быстро получить прозрачное сусло и сократить потери экстракта с отстоем. После охлаждения до 6…16°С сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения. Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.

48. Технологические предпосылки для измельчения солода и несоложеных зернопродуктов.

Основная цель дробления солода и несоложеного сырья– облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения зерна для обеспечения максимального перехода экстрактивных веществ в сусло. Дробление солода и несоложеных зернопродуктов. Перед подачей в производство солод и другие зернопродукты раздробляют, чтобы содержимое зерен было доступно для действия ферментов. Большое значение имеет качество помола: грубый помол является причиной повышенных потерь полезных веществ солода с остатками зерновых материалов– солодовой дробиной, а слишком тонкий помол задерживает процессы фильтрования и промывки осадка, что также ведет к повышенным потерям.

Солод дробят в сухом или частично увлажненном виде. Для измельчения сухого солода применяют четырех и шестивальцовые дробилки, работающие с одинаковой скоростью вращения вальцов. При мокром помоле солод предварительно увлажняют в бункере до содержания влаги 18–32 % путем орошения водой температурой        35–50°С. При этом повышается эластичность оболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, что приводит к созданию рыхлого и пористого фильтрующего слоя дробины.

Ячмень, пшеницу и рис дробят на двухвальцовом станке с нарезными вальцами, которые вращаются навстречу друг другу с разной скоростью. Для измельчения кукурузы используют молотковые дробилки.

Цель дробления - облегчить извлечение из зернового сырья экстрактивных веществ. С ростом степени измельчения увеличивается поверхность частиц, подвергающихся воздействию ферментов. Однако дробление не должно быть слишком тонким, так как при тонком помоле сильно измельчается оболочка, что ухудшает фильтрование заторов, и усиливается экстрагирование из шелухи горьких, дубильных и зольных веществ, придающих пиву неприятный вкус. Замечено, что при очень тонком помоле ухудшается и осахаривание заторов. При этом также затрудняется извлечение из дробины экстракта. Поэтому измельчение зерна должно быть оптимальным, с максимальным сохранением целостности оболочки и высоким выходом мелкой однородной крупки. Оптимальный помол должен обеспечить максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования заторов.

49. Фильтрование затора на фильтр-прессе.

Стремление ускорить и механизировать фильтрацию привело к конструкции разных устройств, из которых в широком масштабе распространился только фильтр-пресс.

При его использовании значительно ускоряется фильтрация, можно перерабатывать тонкий помол и тем самым повысить выход экстракта, а также применять большее количество несоложеных материалов, которые затрудняют нормальную фильтрацию в фильтрационном чане. Однако первоначальные расходы выше, чем при использовании фильтрационных чанов, обслуживание и ремонт (включая мойку салфеток) более дороги, и поэтому фильтр-пресс пригоден только на больших заводах с непрерывным производством, на которых можно полностью использовать преимущества сокращенной фильтрации.

Конструкция фильтр-пресса схематично представлена на рис. 42. Он имеет массивную чугунную подставку, на которой расположены чугунные рамы и плиты. На обоих концах фильтр закрыт торцовыми плитами, внутренняя стенка которых сделана также, как все остальные плиты. Плиты и рамы зажимаются между торцовыми плитами стяжными винтами вручную или гидравлически. Раньше плиты и рамы были круглые, теперь стали только квадратные с сечением от 800 до 1500 мм в зависимости от размера фильтра.

Рис. 42. Фильтр-пресс (Циманн): 1 - регулировка подачи; 2 - смотровое отверстие в заторном канале; 3 - манометр; 4 - затвор отвода воздуха; 5 - кран отвода воздуха; 6 - заторный канал; 7 - отвод воздуха из канала для сусла; 8 - выпускной клапан сусла; 9 - выпуск промывной воды; 10 - канал для сусла; 11 - канал для промывных вод; 12 - фильтрационный кран; 13 - кран для закрытой фильтрации; 14 - расходомер промывной воды; 15 - транспортер дробины

Фильтрация идет через фильтрационные салфетки, и слой дробины в камерах (рамах) достигает только 6-7 см. Используя салфетки, увеличивают фильтрационную площадь в 4 раза, благодаря чему фильтрация значительно ускоряется. Нижний слой дробины также лучше и скорее выщелачивается, чем в фильтрационном чане. Фильтр-прессы разных фирм отличаются конструкцией рам, плит и вспомогательного оборудования. Обычно рамы и плиты изготовляют из чугуна. Форма таких рам и плит видна на рис. 43.

Рис. 43. Рама и плита фильтр-пресса: A - входной канал; B - рамы для дробины; C - рамы с решетчатым вкладышем; D - салфетки; E - резиновые прокладки; K - расширенные входные отверстия; a, a₁, a₂, a₃ - каналы для выщелачивающей воды; m - нижний отборный канал с кранами; a₁m, n - переходные каналы; bm₁, n₁b₁ - каналы поперечного рифления

Каждая рама имеет наверху круглое отверстие, из которого узкий канал ведет внутрь рамы.

Отверстия с двух сторон снабжены резиновой прокладкой и после затягивания фильтра образуют по всей длине сплошной канал, по которому затор втекает в отдельные рамы. Между двумя рамами всегда находится рифленая плита, на которую натянута салфетка.

Фильтрация сусла и выщелачивание дробины схематически изображены на рис. 43. При перекачке затора дробина осаждается в камере, а сусло протекает через салфетки. По вертикальным ребрам плит сусло стекает к фильтрационным кранам, которые выходят в фильтрационный лоток. Краны некоторых новых конструкций можно переключать на центральное выпускное отверстие (закрытая фильтрация). После фильтрации первого сусла сразу же начинается выщелачивание дробины. Фильтрационные краны закрывают и выщелачивание идет обратным процессом. Горячая вода, нагретая до температуры 78-80°С, поступает в каждую нечетную плиту, проходит через салфетки и слой дробины в камере до вертикальных ребер четной плиты. Как только камеры полностью заполнятся водой и весь воздух из них вытеснится, открывают краны у каждой четной плиты и начинают выщелачивание. Поскольку вода втекает в каждую нечетную плиту, при фильтрации может быть открыт только каждый второй кран (см. рис. 43). Выщелачивание проходит при постоянном притоке воды до тех пор, пока плотность промывных вод снизится до требуемой величины.

В комплект фильтр-пресса входит гидравлическое устройство для затягивания фильтра, манометр для контроля давления в фильтре, ареометр, сахарометр, вмонтированный в выпускное отверстие для сусла и промывных вод, а под фильтром желоб со шнековым транспортером для отвода дробины.

50. Качество свежепроросшего солода.

Свежепроросший солод имеет своеобразный запах зеленых огур­цов. Наличие затхлого или кислого запаха может быть только при переработке поврежденного или сильно загрязненного ячменя. Кислый и фруктовый запах свидетельствует о протекании анаэробного дыхания, вызванного недостаточно частой сменой замочной воды и избытком диоксида углерода, подавляющего проращивание зерна. Затхлый запах образуется вследствие переработки заплесневевшего или поврежденного ячменя недостаточно очищенного или инфици­рованного во время проращивания.

Длина корешков должна быть: для светлого солода от 0,75 до 1,5 длины зерна, для темного в 1,5—2 раза больше длины зерна. Корешки должны иметь слегка увядшие кончики и свежий запах. Если корешки коричневые, подсохшие, то это указывает на потерю влаги из-за неправильного ведения процесса.

При достижении необходимого разрыхления эндосперма свеже­проросший солод легко растирается между пальцами. Непроросшее зерно не растирается, а при недостаточном растворении и разрыхле­нии при растирании на пальцах руки остаются следы крупинок.

51. Отходы пивоваренного производства и их использование.

Отходы полировки солода и очистки ячменя

Отходы при очистке зернопродуктов содержат измельченный эндосперм, частицы оболочки, солодовую пыль и используются на корм скоту. Кормовая ценность составляет 0,7-0,8 корм.ед. Отходы собирают на крупных заводах в бункеры, а на небольших предприятиях - в мешки. Допускается повторное использование отходов полировки при затирании в количестве 5 % к засыпи.

Пивная дробина

Пивная дробина является ценным кормом для животных. Питательные вещества дробины легко усваиваются. Кормовая ценность сырой дробины 0,17-0,23 корм.ед. Чаще всего дробина реализуется на корм животным в сыром виде. Дробина благоприятно воздействует на пищеварение, поэтому при введении ее в кормовой рацион повышает прирост скота и удои.

Реализация сырой дробины связана с рядом трудностей: она быстро закисает (срок хранения не более 24 часов); высоки транспортные расходы на ее доставку. Для увеличения сроков хранения дробину сушат и подвергают силосованию.

Сушка позволяет решить проблему хранения и транспортировки дробины, а также повышает ее кормовую ценность до 0,80-0,82 корм.ед. Дробину сушат на барабанных газовых сушилках и вальцовых вакуумных сушилках при температуре не более 60 ºС. Более высокие температуры превращают белок дробины в неперевариваемую форму. Для снижения энергозатрат перед сушкой дробину прессуют до влажности 60 %, однако при этом из нее удаляют часть питательных веществ (сахара, аминокислоты).

Силосуют дробину в бетонных силосах, подвергая ее спонтанному или с добавлением специальных бактерий молочнокислому брожению. При брожении повышается усвояемость белковых веществ дробины. Основной недостаток силосования состоит в необходимости транспортирования больших количеств влажной пивной дробины к местам силосования, значительно удаленных от пивоваренного завода.

Дробину консервируют NаСl. Срок хранения ее повышается до 3-4 дней при концентрации соли 1 %, а при добавлении NaCl до 3 % дробина остается свежей в течение 8-10 дней. В качестве консервантов дробины используют также пропионовую и муравьиную кислоту и их смесь (1 % к массе дробины).

Из дробины получают комбинированные корма. Сначала ее частично обезвоживают на центрифуге, а затем добавляют к ней остаточные дрожжи и белковый отстой.

Пивную дробину используют в качестве питательной среды при выращивании плесневых грибов-продуцентов ферментов.

Разработаны способы выделения из дробины белка. Один из них предусматривает обработку ее раствором щелочи с последующим осаждением белка. Белок выделяют из дробины смесью уксусной кислоты и мочевины, трифторуксусной кислотой и др.

В настоящее время пивную дробину используют в качестве натурального источника балластных веществ как добавку в пищевые продукты: хлеб, печенье, кексы, соусы, сыр.

Хмелевая дробина

Из 1 кг хмеля образуется около 4 кг хмелевой дробины. По химическому составу она близка к луговому сену, однако на корм скоту сама по себе не используется из-за очень горького вкуса. Ее можно утилизировать в качестве добавки к солодовой дробине. Исследованиями польских ученых доказано, что добавка в рацион коров хмелевой дробины повышает удои молока на 50 %. Хмелевую дробину можно использовать в качестве удобрения или сжигать в топках.

Белковый отстой

Белковый отстой состоит из скоагулированных высокомолекулярных белков, белково-дубильных комплексов, хмелевых смол, минеральных веществ и липидов. Химический состав колеблется в следующих пределах (на сухое вещество): 50-65 % - белок; 15-20 % - горькие вещества; 7,5-10,0 % - дубильные вещества; 10-20 % - безазотистые органические вещества; 3-5 % - зола. Белковый отстой имеет высокую питательную ценность, но очень горький, поэтому используется на корм скоту только в смеси с солодовой дробиной. Его собирают в специальный сборник с обогревом для устранения возможности инфицирования, а затем перекачивают в заторный котел перед передачей затора на фильтрование или непосредственно на слой дробины в фильтрационный аппарат после спуска первого сусла. При таком способе снижаются потери сусла, ускоряется фильтрование за счет разрыхления фильтрующего слоя, а также повышается кормовая ценность дробины.

Разработаны способы получения гидролизатов белкового отстоя с помощью минеральных кислот или ферментных препаратов. Гидролизаты богаты аминокислотами и положительно влияют на накопление биомассы дрожжей при их выращивании, а также интенсифицируют процесс сбраживания пивного сусла.

Белковый отстой без подработки используют в качестве корма для рыб в прудовом хозяйстве.

Остаточные пивные дрожжи

К остаточным относятся излишние семенные дрожжи, дрожжи, утратившие бродильную активность, и дрожжи после дображивания. Остаточные дрожжи содержат богатый набор питательных и биологически активных веществ. Белки составляют 50-70 % сухого вещества дрожжей. При этом 10 % общего азота дрожжей приходится на долю низкомолекулярных соединений. Более 70 % липидов дрожжей приходится на ненасыщенные жирные кислоты. Липиды содержат фосфатиды - лецитин и нефалин, а также провитамин эргостерол, который превращается при облучении ультрафиолетовыми лучами в витамин Д₂. Богаты дрожжи витаминами группы В. Зола дрожжей содержит около 50 % фосфатов.

Остаточные дрожжи являются ценным кормом как сами по себе, так и в качестве дополнительного компонента к другим кормам. На некоторых заводах их смешивают с солодовой дробиной. Дрожжи могут быть использованы и в питании человека. Однако они очень горькие и содержат большое количество нуклеиновых кислот, при расщеплении которых образуется мочевая кислота, что приводит к мочекаменной и желчекаменной болезни. Суточное количество дрожжей, которое можно употреблять в пищу, не должно превышать 30 г.

Обезгорчивают дрожжи путем обработки их карбонатом, бикарбонатом или хлоридом натрия с дальнейшей промывкой водой.

Снизить концентрацию нуклеиновых кислот позволяет выдержка дрожжей 5-6 секунд при температуре 68 ºС. При этом нуклеиновые кислоты расщепляются нуклеазами.

Остаточные дрожжи могут повторно использоваться в производстве пива для улучшения азотистого состава сусла. Их можно вносить в затор в количестве 1-6 % к засыпи. При этом повышается выход экстракта в варочном цехе и сокращается продолжительность главного брожения. Положительный эффект от использования остаточных дрожжей повышается, если вместо дрожжей вносить при затирании их автолизат. Автолиз дрожжей проводят при температуре 50 ºС в течение 18-22 часов. Автолизат вносят в количестве 10-12 % к массе воды, идущей на затирание. Применяют также и ферментативные гидролизаты дрожжей. По одному из способов получения гидролизата дрожжи обрабатывают Амилоризином П10Х (0,1-0,3 % к массе дрожжей) при температуре 50 ºС в течение 4-6 часов.

Дрожжи являются одним из лучших естественных источников витаминов группы В. Они содержат также гормональные и ростовые вещества. Из дрожжей получают сухие обезгорченные дрожжи по следующей технологии.