6. Потери сусла и пива
Потери сусла и пива дают представление об общих потерях на стадиях от перекачки сусла в сусловарочный котел до выхода готового пива. Общие потери являются важной составной частью производственных расчетов, основанных на выходе готовой продукции (сколько было произведено пива из данного количества солода).
Если полученный экстракт отражает выход экстракта в варочном цехе, то общие потери отражают потери сусла и пива, выражаемые в объемных показателях, начиная от количества горячего охмеленного сусла (гл) до количества готового пива (гл) без учета содержащегося экстракта.
Чтобы вычислить истинные потери, необходимо в рамках производственного контроля ежемесячно регистрировать потери экстракта.
Общие потери меняются в широких границах и зависят от используемого оборудования и от объемов производства, составляя от 8 до 24 %. Таким образом, из 1 гл охмеленного сусла получают 76-92 л готового пива. Общие потери зависят также от способа охлаждения сусла (с помощью холодильной тарелки и орошения с помощью охладителя или «закрытой» системы). При производстве пива с применением холодильной тарелки потери составляют, как правило, 12-20 %, тогда как с использованием «закрытого» охлаждения - 8-12 %. На небольших предприятиях потери больше, чем на крупных, что обусловлено большими потерями вследствие остатков продукта на трубах, чанах и т. д., небольшими возможностями регенерации остаточного пива и т. д., однако эта разница может быть несколько сглажена путем оптимизации производственных процессов.
Определить отдельные факторы потерь довольно трудоемко и сложно, так как их очень много, а текущие объемы и состав сусла и пива меняются. Кроме того, точно определять количество пива и содержания в нем экстракта в процессе производства очень накладно. Для этого необходимы расходомер, прошедший поверку, и автоматический пробоотборник. Как мы уже отмечали, традиционно общие потери основаны лишь на объеме без учета содержания экстракта, и поэтому этот показатель применим для сравнения работы разных предприятий лишь условно. Тем не менее он дает примерное понимание экономичности технологических режимов, так как является основой для расчета строго контролируемого количества пива, являющегося основой для налогообложения. Расчет общих потерь в процентах дает данные о потерях, начиная с объема охмеленного сусла до объема разлитого пива, при помощи формул потерь экстракта, по которым можно сравнить количество экстракта горячего охмеленного и холодного начального сусла с одной стороны, и количество экстракта в товарном пиве, с другой. Потери экстракта солода считаются иначе.
6.1. Деление общих потерь
Общие потери можно разделить на:
общие потери сусла, включающие потери от горячего охмеленного сусла до бродильного цеха;
общие потери пива, включающие потери от начального сусла до готового пива.
6.1.1. Потери сусла
Анализ потерь сусла позволяет разделить их причины: уменьшение объема сусла и вытеснение из-за охмеления, а также потери из-за испарения, хмеля, мути и остатков жидкости на стенках танков и трубопроводов.
6.1.1.1. Уменьшение объема сусла и вытеснение из-за охмеления. Уменьшение объема сусла происходит из-за его охлаждения с температуры кипения до заданной температуры внесения дрожжей в зависимости от температуры цеха. Это уменьшение объема (около 3,8 %) представляет собой исключительно «объемные» потери, избежать которых невозможно. Вытеснение сусла из-за охмеления зависит от количества и вида вносимых хмелепродуктов (1 кг шишкового хмеля вытесняет около 0,8 л сусла, а 1 кг гранулированного хмелевого препарата - лишь 0,3-0,4 л). При использовании экстракта хмеля вытеснения не происходит. Вытеснение из-за охмеления представляет собой лишь потери в объеме, а не потери экстракта.
6.1.1.2. Потери из-за испарения возникают в основном на холодильной тарелке и влекут за собой уменьшение объема. В зависимости от площади холодильной тарелки, высоты уровня сусла, атмосферных условий, способа аэрации холодильной тарелки и длительности пребывания жидкости на ней количество испаряемой влага составляет 4 - 9 %. Если потери очень незначительны, то причиной этого мог стать использовавшийся для опорожнения трубопровод или для промывки хмеля расходовалось слишком много воды. После того как концентрация сусла в результате испарения повысилась на 0,4-1,0 %, при помощи этого значения можно рассчитать количество испарившейся влаги, однако при этом необходимо учитывать коэффициент контракции и хмелевого вытеснения, равный 96 (см. нижеприведенную формулу).
Испарение сусла происходит и при его оттоке через оросительный охладитель, причём тем больше, чем выше температура сусла до охладителя и чем продолжительнее процесс охлаждения. В танке для охлаждения пивного сусла или в вирпуле заметных потерь при испарении не возникает, а при наличии вытяжки потери не превышают 0,5-1,5 %. В результате дополнительного давления воды и выщелачивания хмелевой дробины в закрытой охлаждающей системе потери экстракта составляют 0,1-0,2 %.
6.1.1.3. Потери вследствие внесения хмеля. В среднем 1 кг шишкового хмеля впитывает 5 л сусла. Это количество включает в себя не только «объемные» потери, но и потери экстракта. Количество подобных потерь зависит от количества вносимых хмелепродуктов, концентрации сусла и обработки охмеленного сусла после перекачивания. При внесении хмелепродуктов в количестве 200 г/гл потери составляют около 1 %. Потери могут быть снижены в результате отпрессовывания хмелевой дробины (на 2,8 л/кг хмеля), промывки горячей водой (на 1,8 л/кг) (это дает 0,4 %), а также благодаря сочетанию выщелачивания и прессования (на 0,8 л/кг). Примерное представление об успехе этого мероприятия дает концентрация хмеля в промывной воде, составляющая для лагерного пива 3-4 % масс. Количество промывной воды рассчитывается исходя из закона ФРГ о налогообложении пивоварения -1,5% на перекачанное количество готового пива. При производстве крепкого пива или пива типа Pilsener эту величину можно рассчитать приблизительно. В данном случае необходима специальное оборудование для промывки (порционная подача воды и стекание самотёком). При использовании порошкообразных хмелевых препаратов потери возрастают из-за потерь с хмелевой дробиной и осадком взвесей горячего или охлажденного сусла.
6.1.1.4. Потери в виде осадка взвесей. Потери по объему π экстракту обусловлены осадком взвесей горячего сусла, содержащемся в охмеленном сусле, и остатком сусла в этом осадке. Иногда еще использующийся на небольших пивоварнях «мешок» для осадка является причиной потерь сусла в размере 4-5 л/100 кг засыпи, что дает 0,7 % потерь. Отпрессованный осадок (в зависимости от используемого давления) дает потери в размере 1,5-3,0 л/100 кг солода, то есть 0,25-0,50 % потерь, а при дополнительном выщелачивании осадка 0,1-0,13%. Аналогичные показатели получают при использовании центрифуги. Потери при использовании автоматически разгружаемой центрифуги в зависимости от установленной продолжительности выгрузки шлама (например, при частичной его выгрузке) составляют 0,3-0,4 %. Потери экстракта в вирпуле при оптимальном ходе процесса составляют 0,25-0,6 %, а при преждевременном перекрывании потока сусла они возрастают до 1,5 %.
В целом потери сусла с побочными отходами порошкообразных хмелевых препаратов и осадком составляют при 130 г хмелевой дробины/гл 2,0 %, а при 65 г/гл - 1,2 %, тогда как использование исключительно хмелевого экстракта дает лишь 0,6 % потерь.
Потери при осветлении горячего сусла, при гомогенной загрузке и автоматической выгрузке по сигналу датчика о состоянии камеры со шламом составляют при 130 г порошкообразного хмелевого продукт/гл около 0,9 %. В результате сепарирования смеси хмеля и осадка (см. раздел 2.7.7.1) потери можно снизить примерно до 0,6 %. Для разделения можно использовать и декантатор. В варочном цехе возможно повторное извлечение экстракта из хмелевого осадка (например, при осветлении).
Автоматически разгружаемые центрифуги для горячего сусла дают потери, составляющие 60-80 % потерь в вирпуле. Повторно использовать извлеченный экстракт рекомендуется для следующей варки. Декантатор используют также для извлечения экстракта из осадка в вирпуле. При удалении осадка охлажденного сусла методом холодной седиментации или флотации потери составляют 0,2-04%.
6.1.1.5. Потери жидкости, остающейся на стенках танков или трубопроводов. Эти потери в объеме и экстракте можно поддерживать на довольно низком уровне (0,1-0,2 %) благодаря тщательной дополнительной промывке. К таким потерям относят также потери, обусловленные негерметичностью резервуаров (утечки), брызгами сусла или протеканием кранов.
6.1.1.6. Выход молодого пива при его сравнении с выходом экстракта пива в варочном цехе позволяет получить данные о потерях (по объему и экстракту) в промежутке от варочного до бродильного цеха. При контроле потерь сусла эти данные следует регулярно оценивать. Для их определения и для точного установления содержания экстракта необходим калиброванный чан для внесения дрожжей или чувствительный измерительный прибор, а также корректно работающий в потоке пробоотборник. Вносимое количество дрожжей следует вычесть, и выход молодого пива рассчитывается по нижеприведенной формуле:
Поскольку количество холодного сусла определяется без хмеля, коэффициент 0,96 исключается, а показания сахарометра необходимо пересчитать на объемные проценты. Можно также пересчитать количество сусла с начальной температуры на 20 °С (см. раздел 2.8.2). Выход молодого пива примерно на 1-3 % меньше выхода экстракта пива в варочном цехе, и превышение этого значения свидетельствует об увеличении потерь при выщелачивании хмелевой дробины, при получении первого сусла или из-за потерь в танках и трубопроводах.