Линия производства пива"жигулевское оригинальное"

-  продукты превращения сахаров, имеющие карбонильные группы;

-  меланоидины;

-  белки с сульфгидрильными группами и продукты их расщепления;

2.4.4 Процессы при осветлении и охлаждении сусла

         Целью охлаждения и осветления сусла являются понижение температуры до температуры главного брожения, насыщение сусла кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц сусла.

         В процессе охлаждения сусла кислород из воздуха адсорбируется веществами сусла, образуются грубые и тонкие взвешенные частицы, постепенно выпадающие в осадок, в результате чего сусло осветляется. Таким образом, охлаждение и осветление сусла характеризуется физико-химическими и химическими процессами.

         Связывание кислорода компонентами сусла пропорционально температуре. При 40 – 85 0С кислород воздуха химически взаимодействует с сахарами, азотистыми и горькими веществами, хмелевыми смолами, полифенолами сусла и окисляет их. Отрицательное влияние окислительных процессов на качество сусла и пива имеет место, однако возникает необходимость контакта сусла с воздухом на данной стадии для достижения требуемого количества стойких коллоидных комплексов, постепенно укрупняющихся до взвешенных частиц.

         При температуре ниже 40 0С окисления компонентов сусла не происходит, но сусло продолжает насыщаться кислородом путем его физического растворения.

         Осветление осуществляется в результате осаждения частиц мути под действием центробежных сил. Время заполнения гидроциклонного аппарата примерно равно 15 – 20 мин. После заполнения аппарата суслом проводится отстаивание в течение 20 минут. За это время на дно вирпула оседают частицы, которые по различным причинам не успели осесть ранее, а также более мелкие, скорость осаждения которых под действием центробежных сил невелика. Окончательное охлаждение сусла до температуры 8-10 °С ведется в пластинчатом теплообменнике. днем на 0,5 % увеличивается концентрация сусла.

2.4.5 Процессы, протекающие при брожении сусла, дображивании и созревании пива

          Важнейшим моментом данной группы процессов является сбраживание дрожжами содержащихся в сусле сахаров в этанол и углекислоту. Разделение превращений на процессы главного брожения и процессы созревания условно, поскольку происходит переход одних в другие.

          Во время брожения и дображивания в процессе метаболизма дрожжей происходит образование побочных продуктов, многие из которых снова распадаются. Эти побочные продукты наряду с составными частями хмеля определяют вкусовые и ароматические свойства готового пива.

          В производстве пива на предприятии используются штаммы 34 (Н) и 75 (Н) дрожжей низового брожения Saccaromyces carlsbergensis. Дрожжи являются сильно- и быстросбраживающими, что позволяет использовать их для проведения брожения, дображивания и созревания ускоренным способом.

         Наличие кислорода необходимо для начала процесса сбраживания сусла, для которого свойственно аэробное дыхание дрожжей, далее происходит переход на интрамолекулярный способ дыхания, а наличие кислорода отрицательно сказывается на коллоидной стойкости пива.

Совокупность протекающих на данной стадии производства пива превращений необходимо рассматривать в контексте следующих процессов метаболизма дрожжей:

-  сбраживание сахаров и метаболизм углеводов;

-  метаболизм азотистых веществ;

-  метаболизм жиров;

-  метаболизм минеральных веществ.

       Спиртовое брожение начинается как анаэробный гликолиз с расщепления глюкозы. Процесс протекает в цитоплазме (цитозоле) дрожжевых клеток. В результате ряда промежуточных реакций возникает пируват, на следующих стадиях превращающийся в углекислоту и этанол.Суммарно процесс спиртового брожения выражается следующим уравнением Гей-Люссака:

С6Н12О6   2 С12Н5ОН + 2 СО2, ΔG = - 230 кДж.

производство пивоваренный завод продукция

        Метаболизм азотистых веществ обусловлен тем фактом, что дрожжевая клетка на 35 – 60 % (в пересчете на сухое вещество) состоит из белков, следовательно, для построения нового клеточного вещества возникает потребность в азоте, представленном в сусле главным образом аминокислотами. Дрожжами усваиваются лишь низкомолекулярные аминокислоты с количеством углеродных атомов не более 4, причем их потребление протекает в определенной последовательности, что необходимо учитывать при технологическом проектировании процессов, протекающих на данной стадии производства пива

        Жиры образуются из протеинов и фосфора в форме фосфолипидов клеточных мембран, расположенных вокруг дрожжевой клетки и вокруг органелл внутри клетки. Дрожжи во время брожения увеличивают свою массу в 4 – 6 раз. Дрожжи усваивают жирные кислоты из сусла, хотя способны синтезировать их самостоятельно.

           Метаболизм углеводов связан с потреблением дрожжами из сусла моносахаридов (глюкозы и фруктозы), дисахаридов (мальтозы и сахарозы), трисахарида мальтотриозы и сбраживанием их в указанной последовательности. 98 % сахаров уходит на брожение и только 2 % - на дыхание. В качестве резервного углевода дрожжи запасают небольшое количество мальтозы (порядка 0,25 %); важнейшим запасным углеводом является гликоген. Гликоген потребляется дрожжами в начале брожения как первичный источник энергии, его количество уменьшается в первые 10 – 12 часов после введения дрожжей в сусло, а потом вновь возрастает.

         Во время брожения дрожжи выделяют в пиво целый ряд продуктов метаболизма, претерпевающих количественные и качественные изменения, частично реагируя друг с другом.

        Вкус и аромат готового пива определяют высшие спирты и сивушные масла. 80 % высших спиртов возникает во время главного брожения; в фазе дображивания происходит лишь незначительное увеличение их концентрации. Возникающие высшие спирты не могут быть удалены из пива посредством каких-либо технологических приемов, поэтому их содержание можно регулировать только на этапе брожения. Концентрация высших спиртов свыше 100 мг/л ухудшает вкус и полезные свойства пива.

         К сернистым соединениям, образующимся при метаболизме дрожжей, относится сероводород, меркаптаны и другие вещества, обладающие уже при малых концентрациях интенсивным вкусом и запахом. При превышении пороговой концентрации этих веществ возникает незрелый вкус молодого пива.

         К прочим процессам, протекающим на стадии брожения, дображивания и созревания, относятся:

-  изменение состава белковых веществ;

-  понижение рН;

-  изменение окислительно-восстановительного потенциала пива;

-  выделение горьких и дубильных веществ;

-  растворение диоксида углерода в пиве;

 

2.5 Описание технологической  схемы производства и оборудования

Рисунок 1.2– Структурная схема переработки растительного сырья при производстве пива

Хранение солода и несоложенных зернопродуктов

Рабочий или мастер, ответственный за солодоращение, должен заботиться о правильном складировании и хранении зернового сырья с учетом экономических и технологических требований.

Существует два основных способа хранения зерна: напольный и силосный. Зернохранилища напольного типа имеются только на небольших предприятиях. Они представляют собой одно-, двух и трех- этажные склады, в которых зерно хранится на полу. Высота слоя зерна составляет 4-5м, а при недлительном хранении – выше.

Во время хранения регулярно контролируют температура и влажность зерна.

 

Очистка зернопродуктов

После хранения зерно повторно освобождают от примесей и некондиционных зерен. Отходы удаляются, могут использоваться как корм для сельскохозяйственных животных.

 

Дробление солода и несоложенного сырья

Для ускорения процесса экстрагирования солод и несоложенные зернопродукты измельчают в вальцовых дробилках.

 

Ферментные препараты

В технологии пива основным источником ферментов является проросшее зерно. Когда при переработке зернового сырья ферментов недостаточно, то дополнительно вводят ферменты микроорганизмов.

Для специальных целей, например, для использования больших количеств несоложенных материалов были созданы мультиэнзимные композиции.

В последнее время широкое распространение получили ферментные препараты зарубежного производства.

 

Вода

Обычная вода, применяемая в производстве, содержит некоторое количество солей, что объясняется естественным круговоротом воды в природе.

Содержащиеся в производственной воде соли относительно сильно разбавлены, вследствие чего они всегда глубоко диссоциированы, в связи с чем целесообразно учитывать влияние катионов и анионов на процесс приготовления пива. К основным ионам, присутствующим в природной воде, относятся катионы H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+ и Fe3+, Al3+, а также ионы OH+, Cl- , HCO3-, CO2-, NO3-, NO2-, SO2-  и т.д.

Чтобы иметь возможность использовать для производства светлого качественного пива и жесткую воду, ее либо декарбонизируют, либо по мере необходимости проводят обессоливание. Для этого существуют следующие методы:

• кипячение производственной воды при нормальном атмосферном или избыточном давлении;

• добавление насыщенного раствора известковой воды в точно установленном количестве;

• декарбонизация или полное обессоливание с помощью ионообменников;

• обессоливание электроосмотическим способом;

• обессоливание методом обратного осмоса.

 

Затирание (приготовление сусла)

Солод из солодового бункера попадает в солододробилку, где он соответствующим образом измельчается.

В варочном цехе дробленый солод смешивается с водой (затирается) и в двух заторных емкостях – заторном чане и заторном котле – происходит расщепление его компонентов с образованием максимально возможного количества растворимых экстрактивных веществ. При добавлении к солоду несоложенного зерна кроме этих емкостей используют дополнительно котел для разваривания несоложенки.

 

Фильтрование затора

В следующем фильтрационном чане растворимые экстрактивные вещества сусла отделяют от нерастворимых веществ (пивной дробины).

 

Хмель

Добавка хмеля к суслу является во многих отношениях совершенно необходимой. Он придает суслу горький вкус, определенный аромат и способствует осветлению сусла и пива благодаря осаждению белков.

Хранение шишкового хмеля

Хмель собирают в период технической спелости, когда шишки закрыты. При  полной спелости шишки раскрываются, что изменяет состав горьких веществ и приводит к снижению технологических качеств хмеля.

Свежеубранный хмель содержит 75-80% влаги, поэтому перед хранением его сушат до влажности 11-12%. После сушки хмель подвергают кондиционированию для повышения влажности до 12-13% для равномерного распределения влаги в хмеле и повышения прочности шишек. Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и лучшей сохранности α-кислот, мягких смол, цветности одновременно с сушкой хмель окуривают смолой.

Высушенный хмель плотно прессуют и упаковывают в тканевые мешки (не более 170 кг). На каждый мешок черной не пахнущей краской наносят маркировку.

Хмель хранят в чистых продезинфицированных темных и сухих складских помещениях при температуре 0-2оС, на поддонах без соприкосновения со стенами.

 

Кипячение сусла с хмелем

Полученное в процессе фильтрования сусло кипятят в течение 1-2ч с добавлением хмеля.

При кипячении сусла в него переходят горькие и ароматические вещества хмеля, одновременно коагулируют белки.

Кипячение сусла ведут в сусловарочном котле (5), где создаются все условия для интенсивного кипения. Конечным продуктом после стадии кипячения является горячее охмеленное сусло. Кипячение заканчивается перекачкой горячего сусла, при этом сусло перекачивается в вирпул (6) мощным сусловым насосом.

 

Отделение сусла от хмеля

Если применяют не молотый натуральный хмель, то перед подачей сусла в вирпул следует удалять хмелевую дробину. Удаление хмелевой дробины выполняется, как правило, через хмелеотделитель. После стекания сусла хмелевая дробина еще раз промывается водой, и этот процесс выщелачивания интенсифицируется путем перемешивания смеси хмелевой дробины с водой.

 

Осветление, охлаждение, аэрирование сусла

Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения, обычно в две стадии. Первую стадию охлаждения горячего сусла от 95-100 до 60оС проводят в отстойном аппарате или в холодильной тарелке медленно в течение 2-6ч. На этой стадии продолжительность охлаждения сократить нельзя, так как для осаждения крупных взвесей требуется не менее 2ч. В последнее время широкое распространение получил способ осветления сусла в гидроциклонном аппарате (вирпуле), где отделение примесей происходит под действием центробежных сил. Продолжительность первой стадии осветления в этом случае сокращается до 20-40 мин.