На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Производство пива. Приготовление пивного сусла

Производство пива. Приготовление пивного сусла

Сусло приготовляют в варочном отделении завода. При варке стремятся возможно полнее извлечь ценные вещества солода, его заменителей и хмеля. Солод и ячмень сначала очищают от загрязнений (полировка), затем измельчают. Дробленое зерно смешивают с водой, получая затор, который выдерживают при температурах, оптимальных для действия ферментов, гидролизующих белки и крахмал. Эта операция называется затиранием. После полного осахаривания крахмала затор фильтруют, отделяя от сусла нерастворившуюся часть зерна (дробину). Сусло кипятят с хмелем, затем вываренный хмель (хмелевую дробину) отделяют и горячее охмеленное сусло осветляют, охлаждают и передают на брожение.

Полировка зерна.Эта операция осуществляется на полировочной машине. Она состоит из наклонных сит, на которых отделяются крупные примеси, щеточного барабана и вентилятора. Против щеточного барабана расположен стальной лист с волнистой поверхностью. Зерно попадает в щель между щетками и листом и полируется. Пыль и мелкие примеси с помощью вентилятора уносятся струей воздуха в циклон. Отходы при полировке составляют 0,2—0,5% к массе солода, они используются на корм.

Полировочные машины СП-54 имеют производительность 1 т/ч, потребную мощность 0,8 кВт. Выпускаются машины производительностью 2 т/ч, с мощностью электродвигателя 1,20 кВт.

Дробление солода и ячменя. Дробление стремятся вести так, чтобы мучнистую часть зерна превратить в мелкую крупку и муку, а оболочки сохранить и использовать в качестве фильтрующего слоя.

Оптимальный состав фракций помола при работе на фильтр-аппарате (в %) следующий: оболочки 15—18, крупная крупка 18—22, мелкая крупка 30—35; мука 25—35. При фильтрации на фильтр-прессе содержание муки повышается до 45%. За 2—3 ч перед дроблением рекомендуется увлажнить зерно, после чего оболочки становятся более эластичными и их целостность лучше сохраняется.

Для дробления солода применяют четырех- или шестивальцовые дробилки. Сложные шестивальцовые дробилки используют на крупных заводах, где даже небольшое повышение выхода экстракта (на 0,5—1 %) компенсирует высокие затраты на их установку. Фирма «Миаг» (ГДР) выпускает четырехвальцовую дробилку производительностью 1 т/ч, с мощностью электродвигателя 6,8 кВт и шести- вальцовую дробилку производительностью 2,5 т/ч, мощностью электродвигателя 9,5 кВт.

Для повышения производительности варочного отделения на 25—30% предложено осуществлять дробление мокрого солода на специальных дробилках. Эти дробилки состоят из замочного аппарата, питающего вала и двухвальцовой дробилки. Аппарат укрепляется на корпусе дробилки с помощью фланца. В корпусе дробилки под вальцами установлен бункер с мешалкой и насос. 

Полированный солод загружается в замочный аппарат, куда подается вода температурой 35—55°С. При прохождении через слой солода часть воды впитывается солодом, а остальная стекает в корпус дробилки, откуда вместе с вновь подаваемой водой насосом возвращается в аппарат. Рециркуляцию воды ведут до достижения влажности солода 30%, на что затрачивается 25—30 мин. Лишнюю замочную воду перекачивают в заторный аппарат. Затем включают дробилку. Питающий вал порциями подает солод на вальцы, при прохождении между которыми оболочки его снимаются почти без повреждения, а эндосперм тонко измельчается. С дробилки солод поступает в бункер, где смешивается с водой и затем насосом передается в заторный аппарат. Дробление длится 30 мин.

Дробилки типа «Майшомат», «Мамо- 60» для дробления мокрого солода разработаны Ростовским СКВ Продмаш, производительность их 3 и 6 т/ч, мощность электродвигателей соответственно 20,6 и 26,6 кВт; расход воды 8—14 и 15,6—27,6 м3/ч. Все операции по замачиванию и дроблению автоматизированы.

Для дробления ячменя применяется мельничный двухвальцовый станок с рифленой поверхностью вальцов, вращающихся с разной частотой вращения. Вальцовый станок 3-М состоит из двух самостоятельных половин, по два вальца в каждой. Производительность машины 0,65 т/ч, потребная мощность 17 кВт. Ячмень измельчается с минимальным разрушением оболочек, и помол характеризуется следующим фракционным составом (в %): лузга 12—22, крупная крупка 20—40, мелкая крупка 25—50, мука 15—20.

Для дробленого солода и зерна устанавливают бункера, объем которых выбирают из расчета 3 м3 на 1 т.

Затирание зернопродуктов. Цель затирания — перевод максимально возможного количества сухих веществ солода и несоложеных продуктов в растворимое в воде состояние путем создания благоприятных условий для действия ферментов солода.

Для успешного протекания ферментативного гидролиза необходима определенная кислотность среды (рН 5,3— 5,5). При использовании щелочной воды затор не осахаривается, резко падает выход экстракта. В этих случаях затор подкисляют молочной кислотой.

Различают два способа затирания: настойный и отварочный.

Настойный способ заключается в том, что затор медленно нагревают от 45—50°С до 75°С, чередуя нагрев с 45—60-минутной выдержкой при температурах 50, 60 и 70°С. Этот способ непригоден при использовании несоложеного материала, вследствие чего он почти не применяется.

Отварочный способ характеризуется тем, что для повышения температуры затора отбирают в другой аппарат часть затора (отварку) для кипячения; затем отварку смешивают с некипяченой частью затора. В зависимости от количества отварок различают одно-, двух- и трехотварочный способ затирания. С увеличением числа отварок длительность затирания возрастает: при одноотварочном способе— 3,5 ч, двухотварочном — 4—5 ч, трехотварочном — 6—6,5 ч. Соответственно возрастает и расход тепла. При выборе числа отварок исходят из качества солода и сорта пива. Солод нормального качества затирают одноотварочным способом, а солод для темных сортов пива готовят трехотварочным способом. Наиболее рациональным и универсальным является двухотварочный способ. Он применяется при затирании затора, в котором часть солода заменяется несоложеным зерном (для жигулевского, московского, ленинградского и других сортов пива).

Типовой заторный аппарат изготовляется из стали. Он имеет вид цилиндра со сферическим двойным днищем. В пространство между днищами подается пар для нагревания и кипячения затора. Для уменьшения потерь тепла днище снабжают теплоизоляцией. Перемешивание затора осуществляется пропеллерной мешалкой с нижним приводом. Внутри аппарата установлена труба с поплавком для стягивания жидкой части затора. Она укреплена на шарнире и по мере снижения уровня жидкости опускается. Для спуска густой части затора (или всего затора) в нижней части днища сделано отверстие, перекрываемое вентилем. Сферическая крышка аппарата имеет вытяжную трубу и смотровой люк с раздвижными дверцами.

В зависимости от количества несоложеного зерна и качества солода режим и порядок затирания несколько изменяются. При переработке солода с высокой осахаривающей способностью и замене до 15—20% солода несоложеным сырьем затирание начинают при 50—52°С, а несоложеное сырье добавляют в первую отварку. При большей доле несоложеного материала в затор добавляют примерно 1 % по массе всего затираемого материала ферментного препарата амилоризина или 0,03% амилосубтилина и подкисляют молочной кислотой до рН 5,6— 5,3. Затирание начинают при температуре 40°С.

Наиболее распространен способ затирания со стягиванием жидкой части затора, содержащей растворенные ферменты, и кипячением всей густой части. В аппарат набирают воду температурой 42—45°С (3,5—4,5 л на 1 кг затираемого сырья) и при работающей мешалке вносят солод, ячмень и ферментный препарат. После смешивания определяют рН затора и в случае необходимости добавляют молочную кислоту— примерно 0,09% по массе за- сыпи (при воде средней жесткости). При температуре 40°С затор выдерживают 15 мин, затем медленно (на 1°С в мин) нагревают до 52°С и делают белковую паузу в 20—30 мин. Потом поднимают температуру (1°С в мин) до 63°С и выдерживают 20—30 мин. Снова нагревают затор (1°С в мин) до 70—72°С и выдерживают до полного осахаривания жидкой части затора (не менее 40 мин). Отстоявшуюся жидкую часть затора с помощью стяжной трубы спускают в другой аппарат, а гущу нагревают до кипения за 30 мин и столько же времени кипятят, после чего ее медленно (за 30 мин) перекачивают в другой аппарат, где смешивают с жидкой частью и при температуре 75—76°С в течение 15—20 мин осахаривают весь затор. Осахаренный затор перекачивают на фильтрацию. При подогреве и перекачивании затора работает мешалка. Общая длительность затирания 4,5—5 ч.

Фильтрация осахаренного затора. Осахаренный затор состоит из двух фаз: жидкой (сусла), содержащей растворенный экстракт, и твердой (дробины) в виде нерастворившихся остатков зерна. Отделяют сусло фильтрацией, причем дробину используют в качестве фильтрующего материала. Процесс ведут в две стадии. Сначала отделяют сусло, которое называется первым суслом, а затем горячей водой вымывают из дробины оставшийся в ней экстракт. При фильтрации и промывании температура затора должна быть 75—78°С.

При понижении температуры вязкость сусла увеличивается и фильтрация замедляется, а при повышении — инактивируется амилаза, что может привести к появлению клейстерной мути в сусле в результате клейстеризации оставшегося в дробине крахмала.

Фильтрацию затора осуществляют двумя способами: с помощью фильтрационного аппарата и с помощью фильтр-пресса.

Фильтрационный аппарат — стальной цилиндр со сферической крышкой, вытяжной трубой и плоским дном. На высоте 10—12 см от дна расположено съемное ситчатое дно, составленное из отдельных сегментов. Продолжительность фильтрации около 5,5 ч.

Фильтрация с использованием фильтр-пресса происходит за 3,5 ч, вследствие чего повышается производительность варочного отделения. К тому же применяется более тонкий помол солода и ячменя, и выход экстракта возрастает на 1%.

Выпускаются фильтр - прессы марки ЗД-100А производительностью 1,3—2 т и марки ЗД-100В производительностью 3—3,5 т.

Выход дробины влажностью 80— 85% из 100 кг затираемого сырья составляет 125—130 кг. Ее удаляют из варочного отделения или с помощью насоса, или через монтежю посредством пара. При перекачке насосом дробину разводят водой в отношении 1 :3 и подают в раздаточный бункер. При этом способе кормовая ценность дробины несколько снижается, так как вода и вместе с ней экстрактивные вещества затем удаляются. При удалении паром дробину не разбавляют водой, но нужен пар давлением 0,07—0,09 МПа. Расход его составляет около 2% к массе дробины.

Кипячение сусла с хмелем. При кипячении сусла с хмелем растворяются горькие и ароматические вещества хмеля и выпаривается избыток воды. Кроме того, инактивируются ферменты и погибают микроорганизмы, попадающие в сусло с солодом и хмелем, что обеспечивает постоянство химического состава сусла до брожения и предотвращает прокисание пива. Под влиянием высокой температуры белки выпадают в осадок в виде крупных хлопьев.

Кипячение сусла начинают после окончания фильтрации затора. До этого момента температуру сусла в сусловарочном котле поддерживают около 75°С, чтобы доосахарить крахмал, вымываемый из дробины. Хмель в сусло вводят несколькими способами в зависимости от сорта пива. В слабо охмеленные темные сорта пива весь хмель задают в начале кипения. При варке более охмеленных сортов пива хмель вносят в два-три приема. Для сильно охмеленных и ароматизированных сортов пива небольшую порцию хмеля не кипятят, а задают в хмелеотделитель. Количество хмеля зависит также от типа и концентрации сусла; с повышением концентрации норма внесения хмеля увеличивается. Так, при варке жигулевского пива (стандартная концентрация сусла — 11%1 задают 22 г, рижского (12%-ное сусло) —30 г, московского (13%-ное сусло)—36 г, ленинградского (20%-ное сусло)—45 г на 1 дал. Для темных сортов пива норма хмеля ниже, например для украинского (13%-ное сусло) —20 г, мартовского (14,5%-ное сусло) —22 г.

Типовой сусловарочный котел устроен так же, как заторный аппарат. Он отличается только большей поверхностью паровой рубашки и большей ее кривизной, что обеспечивает интенсивное выпаривание сусла. В последнее время стали внедрять герметизированные сусловарочные котлы, работающие под давлением 0,02—0,03 МПа. При варке под давлением увеличивается растворимость горьких веществ хмеля и сохраняется его аромат, что позволяет снижать расход этого сырья.

Конец варки сусла с хмелем определяют по концентрации сусла и его осветлению. Сусло должно иметь стандартную для данного сорта пива концентрацию экстракта, быть прозрачным и содержать быстро оседающие хлопья белка. Длительность кипячения колеблется от 1,5 до 2 ч. По окончании кипячения измеряют объем горячего сусла и спускают его в хмелеотборочный аппарат.
Заторные аппараты, фильтр-аппарат или фильтр-пресс и сусловарочный котел объединены в единый варочный агрегат. Наиболее распространены четырех- и шестипосудные агрегаты. Четырехпосудный агрегат состоит из двух заторных котлов, фильтр-аппарата и сусловарочного котла. В СССР изготавливаются агрегаты на 1; 1,5; 3 и 5,5 т сырья. Агрегаты, рассчитанные на засыпь до 3 т сырья, обеспечивают 4 варки в сутки, а свыше 3 т — 3,6 варки при переработке солода и 3,5 варки при замене 25—30% солода несоложеным зерном. Если фильтр-аппарат заменить фильтр-прессом, то число варок в сутки увеличивается до 5.

В шестипосудные агрегаты входят два заторных котла, два фильтр-аппарата и два сусловарочных котла. При одновременном затирании до 3 т сырья они позволяют делать 6 варок, при затирании свыше 3 т — 5 варок.

Отделение хмелевой дробины. Из сусловарочного котла охмеленное сусло, содержащее вываренный хмель (хмелевую дробину), самотеком поступает в хмелеотборочный аппарат, в котором хмель задерживается на сите; прошедшее через него сусло откачивают насосом и передают в следующее отделение завода для осветления и охлаждения. После откачки всего сусла хмелевую дробину промывают горячей водой до тех пор, пока концентрация экстракта в воде не снизится до 2,5%. Промывную воду присоединяют к суслу, а дробину заливают водой и вместе с ней удаляют в специальный бункер.

Хмелеотборочный аппарат выполнен из стали. Он сделан в виде цилиндра с коническим дном и конической крышкой. Внутри чана установлены разборная коническая ситчатая корзина и мешалка-разрыхлитель с верхним приводом. К днищу аппарата прикреплено разгрузочное устройство, при помощи которого одним и тем же насосом откачивают сусло и удаляют дробину.

Хмелеотборочные аппараты выпускают трех моделей: ХЦ для варочных агрегатов на 0,5 и 1 т засыпи, ХЧ — на 1,5 т и ХЧ-5 — на 3 и 5,5 т засыпи. Мощность электродвигателя у всех моделей 1,3 кВт.

Аппаратурно-технологическая схема варочного отделения приведена на рис. 1.

Выход экстракта в варочном отделении. Этот показатель является основным технико-экономическим показателем, характеризующим работу варочного отделения и качество солода. Под выходом экстракта Э понимают количество (в %) сухих веществ солода и несоложеного сырья, перешедшее в сусло при затирании.

Расчет выхода экстракта Э ведется по формуле

Расчет выхода экстракта Э ведется по формуле

В зависимости от качества сырья выход экстракта составляет 70—72%. Потери экстракта в варочном отделении колеблются в пределах 1,5—2%. Различают два вида потерь экстракта в дробине: вымываемый экстракт, содержащийся в последней промывной воде (0,5—0,6%), и невымываемый экстракт, содержащийся в плохо раздробленных кончиках зерен (1 —1,5%).

Расход пара и воды в варочном отделении. Варочное отделение является главным потребителем тепла на заводе. Тепло расходуется на подогревание воды, используемой на затирание и промывание солодовой и хмелевой дробины, на подогревание и кипячение затора и на кипячение сусла с хмелем. В среднем для двухотварочного способа затирания расход пара для приближенных расчетов принимают кратным 2,8—3,3 массе перерабатываемого сырья.

Расход горячей воды на затирание 1 т сырья составляет 3—5 м3, на промывакие солодовой дробины 4—5 м3, на промывание хмелевой дробины 1 м3 и на мойку посуды 1 м3.

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема варочного отделения

 Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема варочного отделения:

1 — циклон-разгрузитель: 2. 5, 8 — автоматические весы; 3— бункера суточного запаса; 4 — полировочная машина; 5 —дробилка для мокрого солода; 7 — нория; 9 — бункер для ячменя; 10— вальцовый станок; 11 — бункер дробленого ячменя; 12. 13 — заторные аппараты; 14 — заторный насос; 15 — фильтр-аппарат; 16 — насос для мутного сусла; 17 — сусловарочный когел; 18 — сборник промывной воды; 19 — насос для промывной воды; 20 — паровое монтежю; 21 — хмелеотделитель; 22 — сусловой насос; 23 — сборник-мерник промывной воды; 24 — сухой пылефильтр; 25 — мокрый пылефильтр; 26 — каплеуловитель; 27 — вентилятор; 28 — бак холодной воды; 29 — бак горячей воды.

    • Бункер И8-ХАБ
      Бункер И8-ХАБ
      14-08-2017
      Бункер И8-ХАБ предназначен для брожения «больших» опар. Бункер (рис. 1) состоит из конической емкости 6, неподвижного днища с опорами, площадки для обслуживания,
  • Похожие материалы