1.3.6. Способы замачивания

1.3.6.1. Традиционное замачивание. Замачивание зерна удобнее производить при подаче зерна из расположенной выше емкости, куда тщательно очищенное и отсортированное зерно поступает от автоматических весов. Ячмень ссыпается через распределитель в аппарат для замачивания, заполненный водой до определенного уровня. Тяжелый ячмень медленно погружается на дно, легкий всплывает вместе с прочими легкими примесями на поверхность воды. Образовавшийся сплав собирается в переливной емкости и затем высушивается. Количество его в зависимости от чистоты замачиваемого ячменя может составить 0,1-1 %. Сильная вентиляция способствует интенсивному движению зерен, очистке замачиваемого материала, подъему сплава и прочих загрязнений. Первая замочная вода - это вода для промывки, которая в зависимости от степени загрязнения сменяется уже через несколько часов. Последующая замена воды осуществляется через 12-24 ч в зависимости от степени загрязнения ячменя, температуры воды и продолжительности замачивания. Оставление материала без воды между ее сменами осуществлялось по-разному. Это мероприятие должно было обеспечить лучшую аэрацию ячменя, так как при исключительно «мокром» замачивании даже при длительной подаче свежей воды растворенный в воде кислород поглощается в кратчайший срок. В процессе совершенствования метода воздушные паузы стали занимать 50 и даже 80 % общей продолжительности замачивания. Наличие адгезионной воды снаружи зерна не только способствует во время воздушного замачивания равномерному повышению степени замачивания, но и ведет к сокращению его общей продолжительности и ускорению прорастания. При традиционных способах замачивания аэрация осуществляется в течение 10-15 мин каждые 1-2 ч. В зависимости от стадии замачивания образуется 3-5 % об. CO₂, который вымывается при распылении воды в ходе воздушной паузы с одновременной вытяжкой. Промывная вода помогает поддерживать температуру продукта в желаемом диапазоне. Продолжительность замачивания до содержания влаги в ячмене 43-45 % составляет 60-70 ч. Желательно применять 3 аппарата замачивания и более.

1.3.6.2. Современные способы замачивания. Эмпирические методы замачивания с течением времени заменялись способами, при которых стремились к получению заданной степени замачивания за более короткие промежутки времени. При увеличении длительности воздушных пауз это приводило к совершенно определенному физиологическому поведению зерна. При влажности 30-32 % и воздушном замачивании продолжительностью 14-20 ч водочувствительность ячменя уменьшается (см. раздел 3.4.1.2). При влажности 38% в период воздушной паузы в течение 14-24 ч ожидается равномерное прорастание материала.

Продолжительность воздушной паузы зависит от физиологического состояния зерна: ячмень, выращенный в теплых и сухих условиях, может стремительно и интенсивно развиваться - он характеризуется низкой водочувствительностью, и для него требуется сокращенная по возможности воздушная пауза продолжительностью 14 ч. Напротив, ячмень, выращенный во влажных и холодных погодных условиях, характеризуется более медленным ростом зародыша и выраженной водочувствительностью, и для него требуется более продолжительная воздушная пауза - 20-24 ч. К повторному «водному» замачиванию стремятся достичь уровня содержания влаги 38 %. В таком случае в течение 14-24-часовой воздушной паузы ожидают равномерного прорастания. Было бы совершенно неверным добавлять воду (даже только путем орошения) перед одновременным прорастанием ячменя при содержании 95 % жизнеспособных зерен, так как это всегда приводит к неравномерному проращиванию. После этого момента путем повторного мокрого замачивания достигается влажность 41,5-43,0 %, которая затем увеличивается путем орошения в солодорастильной установке до окончательной влажности 44-48 %.

Чтобы обеспечить равномерную обработку материала, во время «мокрого» замачивания необходимо осуществлять ворошение сжатым воздухом. При применении одной центрально расположенной форсунки с трубой для подачи продукта (Geisir) обеспечивается интенсивный контакт между ячменем, водой и воздухом. Снабжение зерна кислородом лучше, чем при орошении, так как охватывается общая масса замачиваемого продукта. Это мероприятие может осуществляться непрерывно во время нахождения зерна под водой и может регулироваться в течение всего «мокрого» замачивания.

При воздушной паузе необходимо сильное вакуумирование, которое предотвращает не только скопление CO₂, но и подъем температуры грядки выше 18-20 °С в фазе проращивания. Большое значение для равномерной обработки замачиваемого продукта имеют свойства охлаждающего воздуха (температура и влажность).

Для небольших замочных аппаратов целесообразно проводить короткое (в течение нескольких секунд) орошение верхнего слоя проращиваемого материала.

Контроль температур в замочном отделении и замачиваемом материале имеет точно такое же значение, как и определение влажности на отдельных стадиях.

Он может осуществляться всеми известными методами, включая ускоренные.

Рассматриваемый способ замачивания осуществляется следующим образом.

1. Длительность первого периода нахождения зерна под водой при температуре воды 12 °С до 30 %-ной влажности составляет 4 -6 ч. Каждые 1 -2 ч материал необходимо ворошить по 5-10 мин сжатым воздухом, а всплывший ячмень удалять. Первая воздушная пауза в зависимости от водочувствительности ячменя может продолжаться 14-20 ч. Домачивание с использованием адгезионной воды производят до достижения влажности 31-32 %, а температуру повышают до 18-20 °С. Воздух (CO₂ и тепло) отсасывают сначала каждые 1-2 ч по 10-15 мин, при этом дыхательная активность ячменя усиливается. При использовании вентилятора с часовой производительностью 50 м³/т отсасывание может продолжаться дольше.

2. Длительность второго периода нахождения зерна под водой при температуре воды 18 °C ДО влажности 37-38 % составляет 1 -2 ч. За это время проводят 1 -2 продувки сжатым воздухом по 10-20 мин и сразу перекачивают материал в другую емкость. Вторая воздушная пауза длится 20-28 ч, то есть до тех пор, пока материал равномерно не прорастет. Домачивание адгезионной водой осуществляют до достижения влажности 39-40 %, температуру повышают до 18 °С. Отсасывание CO₂ и тепла производят сначала каждые 2 ч по 10-15 мин, а затем, при использовании вентилятора с часовой производительностью 100-150 м³/т, - через каждые 4-5 ч.

3. Третий залив зерна водой проводят при температуре воды до 18 °С до влажности 41-42 % в течение 1-3 ч. Ворошение и разрыхление материала осуществляют сжатым воздухом в течение 10-30 мин. Затем зерно спускают.

Повышение температуры воды от одного залива водой к другому позволяет привести в соответствие температуры, уже установившиеся в замоченном зерне. При теплом спуске замоченного материала (при температуре -18°С) можно с успехом применять способ проращивания с падающими температурами (см. раздел 1.5.3.3). Здесь важно, чтобы для спуска замоченного материала из замочного аппарата имелось достаточное количество воды температурой 18 °С.

Преимущество ускоренных способов замачивания с применением только двух «мокрых» замачиваний заключается в том, что благодаря второму «мокрому» замачиванию в процессе выпуска замоченного материала из аппарата для замачивания можно контролировать влажность прорастания (около 38 % ) ; вода требуется только два раза, так что объем потребления замочной воды снижается до 3-3,5 м³/т зерна. Если аппарат для замачивания представляет собой аппарат с коническим днищем, то в теплое время года в период второй воздушной паузы, то есть в фазе проращивания, зачастую затруднительно поддерживать желаемую температуру. Тогда в контролируемых условиях солодорастильного аппарата при условии наличия достаточного времени для проращивания (1 сут на замачивание и 6 сут на проращивание) этот важный период пройдет благоприятнее.

Двухдневный способ замачивания, при котором, как правило, второй день проводят в замочном аппарате с плоским днищем, дает возможность для достижения влажности замачиваемого продукта 41 % провести третий залив водой. При оптимальной подаче воздуха ячмень испытывает «водяной шок», ликвидация последствий которого до высыхания поверхности ячменя может составлять 12 ч.

В результате блокирования подачи кислорода пленкой воды замедляется дальнейшее прорастание наряду с образованием важных ферментов. Из-за блокирования поступления кислорода через слой воды дальнейшее проращивание ограничивается. В этом случае лучше всего обеспечить воздушную паузу в течение 3-4 ч между третьим заливом водой (с последующей перекачкой продукта в солодорастильный аппарат.

Для достижения равномерного увлажнения крахмальных зерен ячменя с твердой структурой эндосперма благоприятнее третий залив водой. Высокое содержание влага после третьего водяного замачивания делает необходимым проведение двух процессов орошения, благодаря чему можно снизить образование «гусаров».

«Мокрое» замачивание лучше воздействует на начало солодоращения и дальнейшее его проведение (после третьего налива воды при влажности 41 %). Это обусловлено отчасти более продолжительным контактом зерна с замочной и транспортной водой, а также создаваемым насосом давлением. Величина давления сильнее воздействует на дыхание ячменя, чем продолжительность его приложения, и для сохранения примерно одинаковых значений растворимости солода необходимы 1 сут проращивания.

1.3.6.3. Другие способы замачивания. На аналогичных принципах основан способ перезамачивания, при котором нагрев материала во время длительных воздушных пауз компенсируется многократными короткими стадиями «мокрого» замачивания. Способ повторного замачивания, применяющийся с 1960-х гг., предусматривает, что после обычного 24-28-часового замачивания при влажности около 38 % после проращивания в течение 30-36 ч равномерно проросшее зерно подвергается новому замачиванию. Продолжительность последнего зависит от температуры замочной воды, которая может варьировать в пределах 12-18 °С. Оптимальным считается повторное замачивание в течение 10-18 ч, при этом влажность с 38 % повышается до 50-52 %.

Оба способа имеют большое значение в современной технологии замачивания, но вследствие высокого водопотребления и повышенных энергозатрат для сушки очень влажного свежепроросшего солода они не получили широкого распространения.

Замачивание с орошением осуществляется в солодорастильном аппарате. При этом возможно применение двух способов: подача ячменя в солодорастильный ящик с помощью моечного шнека, заканчивающаяся постепенным повышением влажности орошением, и доведение влажности подаваемого в солодорастильный ящик сухого ячменя до требуемого значения периодическим орошением. Замачиваемый материал смачивается водой, подающейся через форсунки на ворошителе.

1.3.6.4. Оценка результатов замачивания на распространенных в настоящее время крупных установках для замачивания и проращивания происходит уже не эмпирически, а все больше путем точного определения влажности и температуры на отдельных фазах процесса. В зависимости от свойств ячменя водопоглощение происходит с разной скоростью. При двухсуточном замачивании перед повышением влажности до значений свыше 38 % необходимо контролировать равномерность наклёвывания зёрен. Дальнейшее наблюдение за развитием зародыша, например, за равномерностью разветвления, позволяет сделать выводы о целесообразности замачивания.

1.3.6.5. Потери при замачивании возникают вследствие:

• образования пыли и наличия загрязнений (около 0,1 %);

• выщелачивания цветочной оболочки (около 0,8 %);

• дыхания ячменя в процессе замачивания (0,5-1,5%), которое более интенсивно при замачивании с длительными воздушными паузами, чем при преимущественно «мокром» замачивании.

Сплав (0,1-1,0 %) к потерям не относят; его снимают, собирают и высушивают, после чего реализуют.

1.3.6.6. Содержание аппаратов для замачивания и уход за ними. Загрязнение аппаратов для замачивания микроорганизмами и взвесями, приносимыми ячменем, требует тщательной очистки оборудования (особенно при повторном применении замочной воды). Наличие большого количества выступающих деталей (колец аэрации, труб и т. д.) значительно усложняет уход. Значительно облегчает содержание замочного оборудования применение современных устройств для разбрызгивания воды под давлением. Необходимо контролировать состояние внутренней облицовки аппаратов. При использовании стальных замочных аппаратов с коническим днищем обслуживание осуществляется проще и производство становится более надежным. Высота пространства под решеткой замочных аппаратов с плоским днищем круглой формы должна составлять 300-750 мм. Кроме того, в них предусмотрены внутренние устройства, например, форсунки сжатого воздуха, в связи с чем становится сложнее проводить их очистку. Сверху решетку очищают с помощью автоматической очистки под давлением 100 бар. Очистку под решеткой проводят форсунками или с помощью вибророликов с форсунками. У прямоугольных аппаратов для замачивания с подъемными и опускающимися решетками очистку производить проще и дешевле с помощью обычной промывки под высоким давлением.