23.6. Оборудование для брожения квасного сусла

Квасное сусло является благоприятной средой для дрожжей и молочно-кислых бактерий. Его состав зависит от используемого сырья и технологии получения. Сухие вещества концентрата квасного сусла содержат в среднем 74 % углеводов, из них фруктозы – 2, глюкозы – 10, мальтозы – 32, мальтотриозы – 12, декстринов – 18 %. Массовая доля аминного азота составляет 0,4...0,9 % на сухое вещество. Таким образом, сусло содержит достаточное количество сбраживаемых сахаров и аминного азота. Брожение квасного сусла проводят в бродильно-купажных, цилиндроконических бродильных аппаратах.

Бродильно-купажный аппарат (рис. 23.15) представляет собой цилиндрический сосуд 7 с коническим днищем, сферической крышкой, герметично закрытой люком 12, и опорами 2. Для поддержания требуемой температуры сусла аппарат снабжен рубашкой 6. В нижней конической части установлен дрожжеотделитель 3 с задвижкой 1 и заслонкой 21. Для перемешивания сусла при брожении и купажировании предназначена пропеллерная мешалка 4.

Аппарат снабжен также штуцерами 8 и 13 для отвода воздуха из аппарата и рубашки, штуцерами 16 и 5 для подачи и отвода охлаждающего рассола, штуцером 9 для подачи сусла и штуцером 14 для ввода сиропа, термометром 10, манометром 15, компенсатором 17, пробным краником 19, сливным штуцером 20, смотровыми стеклами 22 и отверстием для ввода автоматического датчика 11. Корпус аппарата покрыт слоем теплоизоляционного материала 18.

Примерная продолжительность операций в бродильно-купажном аппарате (ч): залив сусла и охлаждение – 3, брожение – 14, охлаждение кваса – 1, купажирование – 1, розлив кваса – 1, мойка, дезинфекция и подготовка аппарата – 0,5.

Бродильный аппарат (рис. 23.16) представляет собой цилиндрический резервуар 1, герметично закрывающийся крышкой с трубой для отвода СО₂. Аппарат оборудован охлаждающим змеевиком 2, декантатором 3 для съема сброженного сусла и дрожжевого осадка и штуцером 4 для слива промывной воды.

Примерная продолжительность операций в бродильном аппарате (ч): залив сусла, внесение сахарного сиропа и смешанной закваски – до 0,5, брожение – 16, охлаждение кваса – 1...1,5, мойка чана – 0,25.

Рис. 23.15. Бродильно-купажный аппарат

По рецептуре для производства кваса предусмотрено использование сахара, который добавляют в виде отфильтрованного сахарного сиропа с массовой долей сухих веществ 60...65 %. Вначале в бродильно-купажный или бродильный аппарат наливают квасное сусло, вносят 25 % сахара от количества, предусмотренного рецептурой, и перемешивают. Содержание сухих веществ в сусле для хлебного кваса должно быть не менее 2,5 %, а для окрошечного кваса – 1,6 %.

Далее в сусло вносят смешанную закваску из чистых культур дрожжей и молочно-кислых бактерий (до 4 % к общему объему сусла) или разводку из высушенных технически чистых культур (дрожжи – 0,8 %, молочно-кислые бактерии – 0,06 % к объему сусла), или подмоложенные хлебопекарные дрожжи и перемешивают. В процессе брожения регулируют температуру, которая должна быть в диапазоне 25...30 °С.

При брожении квасного сусла часть питательных веществ расходуется на рост дрожжевых клеток и молочно-кислых бактерий, а основная масса под действием ферментов преобразуется в новые соединения: этиловый спирт, органические кислоты (в основном молочная), диоксид углерода и др. Окончание брожения определяют по двум показателям: понижение истинного содержания сухих веществ в сусле на 1 г в 100 мл сброженного сусла и достижение кислотности не ниже 2 мл в 1 г раствора щелочи на 100 мл сусла.

Если показатели сброженного сусла не удовлетворяют требованиям, то предусматривают следующие мероприятия:

– при недостатке сбраживаемых углеводов и медленном брожении перед внесением закваски в сусло добавляют для осахаривания углеводов на каждый 1 л сусла 5 г тонкоразмолотого ячменного солода с высокой осахаривающей способностью;

– в случае недостаточного накопления молочной кислоты брожение проводят при 30...32 °С и сахарный сироп добавляют через 6 ч от начала брожения; при недостаточном накоплении этилового спирта дрожжи и молочно-кислые бактерии добавляют отдельно, причем дрожжи на несколько часов раньше.

Сброженный квас охлаждают до 5...7 °С, в результате чего дрожжи оседают на дно бродильного аппарата или в дрожжеотделитель бродильно-купажного аппарата. Из бродильного аппарата квас осторожно, не задевая осадка, перекачивают в купажный чан, а в бродильно-купажном аппарате дрожжеотделитель перекрывают шибером.

Квас купажируют в бродильно-купажном или купажном аппарате. Купажные аппараты представляют собой сборник из нержавеющей стали, алюминия или стали, покрытой стеклоэмалью. Они оборудованы мешалками и барботерами для подачи диоксида углерода и имеют теплоизоляцию.

Рис. 23.16. Принципиальная схема

бродильного аппарата

В сброженное сусло из сборников-дозаторов добавляют сахарный сироп, содержащий 75 % оставшегося сахара и 30 % концентрата квасного сусла, если на брожение использовано его только 70 %. В квас, приготовленный настойным методом, вносят помимо сахарного сиропа колер.

При изготовлении кваса для горячих цехов рецептурой предусмотрено добавление аскорбиновой кислоты и солей хлорида кальция, хлорида натрия, фосфата калия. В двух емкостях готовят растворы: в одной растворяют соли, в другой аскорбиновую кислоту в десятикратном количестве кваса. Порядок купажирования следующий: к сброженному суслу добавляют сахарный сироп, при непрерывном перемешивании вносят раствор солей, а через 5 мин раствор аскорбиновой кислоты. Готовый квас перемешивают, при этом температура его не должна превышать 12 °С.

Применение цилиндро-конических бродильных аппаратов (ЦКБА) позволяет совместить те же процессы в одном аппарате, как и при использовании бродильно-купажных. Концентрат квасного сусла (ККС) для пастеризации подогревают до 75...80 °С и выдерживают 30...35 мин. Допускается пастеризовать ККС и после разведения.

Разведенный концентрат охлаждают до 28 ± 2 °С. Рекомендуется ККС вносить в два приема: 70 % – на брожение и 30 % – на купажирование, но можно всю массу ККС вносить на брожение. Приготовление сусла осуществляют в ЦКБА или специальном сборнике.

Заполнение ЦКБА производят через трубопровод, смонтированный в нижней конической части аппарата. Смешанную закваску или подмороженные дрожжи задают во вторую порцию разведенного концентрата квасного сусла, что ускоряет процесс брожения. При последующем перемешивании, осуществляемом центробежным насосом, вносят 25 % сахара в виде отфильтрованного белого сахара.

Брожение квасного сусла проводят при температуре 28 ± 2 °С и давлении, не превышающем 0,065 МПа. Температуру регулируют с помощью системы охлаждения, давление – шпунт-аппаратом. Во избежание оседания дрожжей через каждые 2 ч сбраживаемое сусло перемешивают в течение 30 мин центробежным насосом «на себя». Затем квас охлаждают до 5...7 °С, подключая к охлаждению все рубашки ЦКБА, сливают дрожжевой осадок и купажируют, добавляя оставшиеся полуфабрикаты, тщательно перемешивают и передают на розлив. Применение ЦКБА позволяет сократить потери, улучшить качество продукции, быстро нарастить мощность квасоваренных отделений, так как устанавливать аппараты можно на открытых площадках.

Инженерные расчеты. Производительность П (дал/сут) бродильно-купажного аппарата для кваса рассчитывают по формуле

,

где V_бк – вместимость аппарата, дал; k – коэффициент, учитывающий потери сусла при брожении (k = 0,99);  – коэффициент заполнения аппарата ( = 0,9);  – продолжительность занятости аппарата, ч (при V_бк = 500 дал  = 16,24; при V_бк = 100 дал,  = 13,04).

… каждый из нас обязан работать над собой, над совершенствованием своей личности, возлагая на себя определенную часть ответственности за жизнь человечества. Склодовская-Кюри Мария (1867–1934), польский и французский физик