4.8.3.2. Термические способы удаления спирта/ дистилляция

При использовании термических способов спирт удаляется из пива при нагреве. При давлении 1 бар вода имеет температуру кипения 100°С, а спирт - 78,3°С. Конечно, испарение воды медленно начинается не при 100°С, а уже при более низких температурах, но и спирт начинает испаряться при температурах ниже 78,3°С, поэтому таким способом можно осуществить разделение воды и этанола. Однако испарение при атмосферном давлении приводит к ухудшению вкуса пива, поскольку в данном случае температуры все же велики.

Известно, что температура испарения (= температура кипения) зависит от давления если мы понижаем давление, спирт может испаряться при значительно более низких температурах. Поэтому все термические способы удаления спирта осуществляются в щадящем режиме, под вакуумом, в разряженном пространстве при абсолютном давлении от 0,04 до 0,2 бар, благодаря чему достигаются температуры испарения между 30°С и 55°С. Снижение качества пива из-за влияния температур при этом зависит:

• от температуры испарения;

• от времени воздействия повышенных температур на пиво.

Во всех методах термического удаления спирта используются вакуумно-перегонные аппараты с различными конструктивными особенностями теплопередачи. Для вакуумной перегонки используются:

• выпарные аппараты с нисходящим потоком жидкости (рис. 4.107);

• многоступенчатые перегонные колонны (рис. 4.108);

• трехступенчатые пластинчатые испарители (рис. 4.109);

• центробежные испарители (рис. 4.110).

Выпарной аппарат с нисходящим потоком жидкости (рис. 4.107)

Выпарной аппарат с нисходящим потоком жидкости состоит из колонны (7), высотой

4-5м, с расположенными в ней теплообменными трубами (2), в которых пиво благодаря вакууму нагревается не выше 45°С. По пути вниз спирт испаряется из пива, отделяется в сепараторе (3), а затем конденсируется в конденсаторе. Частично деалкоголизированное пиво снова подвергается шадяшей термической нагрузке во втором выпарном аппарате, где концентрация этанола падает до 0,03%об.

Вакуумная перегонная установка (рис. 4.108)

В этой установке подлежащее деалкоголизации пиво нагревается в пластинчатом теплообменнике до 45°С и направляется в эпюрационную колонну (3), при входе в которую давление пива падает. При этом из пива испаряются легколетучие ароматические компоненты, которые позднее вновь добавляются к пиву в рекомбинационной емкости (5). В вакуумной спиртовой колонне (4) при 40°С пиво освобождается от спирта, который осаждается в оросительном конденсаторе (6). Безалкогольное пиво охлаждается сначала до 4-5°С (2), а затем до 0-1°С, и поступает в рекомбинационную емкость (5), где вновь смешивается с легколетучими ароматическими веществами.

Трехступенчатая вакуум-выпарная установка

В такой установке (рис 4.109) пиво нагревается и подвергается выпариванию в три стадии. Преимущества такого способа заключаются в следующем:

• разность температур очень незначительна;

• пластинчатые испарители обладают очень высокими коэффициентами теплопередачи;

• время контакта с поверхностью теплообмена минимально.

Конструкция и принцип действия

Трехступенчатая установка состоит из трех пластинчатых испарителей с нисходящим потоком жидкости (2,5, 6).

В пластинчатом теплообменнике (1) подлежащее обработке пиво нагревается уходящим деалкоголизированным пивом и горячей водой до 30°С . Нагретое пиво осторожно подогревается в первом испарителе (2), выделившиеся спиртовые пары собираются в ресивере (3), осаждаются охлажденным конденсатом (-1°С) в оросительном конденсаторе (4) и отводятся.

Во втором испарителе (5) пиво с еще достаточно вые эким содержанием спирта нагревается до температуры максимум 38-40°С. Возникающие спиртовые пары поступают в третий испаритель (6) и там конденсируются. Испаряющиеся при этом спирты используются для нагревания пива в первом испарителе (2).

Безалкогольное пиво второй ступени до конца деалкоголизируется (0,3-0,4% спирта) в третьем испарителе и отводится после двухступенчатого охлаждения (1).

Производительность таких широко применяемых установок может достигать до 200 гл/ час.

Высокопроизводительный центробежный испаритель

Следующая интересная возможность удаления спирта из пива состоит в том, чтобы пропускать пиво через центробежный испаритель, внутренние поверхности тарелок которого нагреваются.

П од влиянием центробежных сил пиво тонким слоем протекает между тарелками центробежного сепаратора, и нагревается насыщенным паром, который подается в двойную стенку центробежного испарителя (рис. 4.110). Спирт испаряется и улетучивается, в то время как частично деалкоголизированное пиво выдавливается наружу и отводится через разделительную шайбу.

В данной системе также работают под вакуумом при температуре 30-34°С , чтобы оказывать на продукт как можно более щадящее воздействие. Весь процесс занимает менее 10 с, но должен быть повторен несколько раз, так как мгновенное снижение содержания спирта до уровня ниже 0,5% связано с определенными техническими проблемами.

Вкусовые изменения в пиве после обработки мембранными или вакуумно-дистилляционными методами

Безалкогольное пиво не такое вкусное, как исходное. Тому есть несколько причин, а именно:

• спирт играет роль в образовании вкуса;

• при удалении спирта исчезает не только этанол, но и многие другие летучие ароматические вещества, в особенности:

• высшие спирты и

• эфиры, некоторые из которых теряются на 80%.

Чтобы достичь определенного выравнивания вкуса, содержание спирта снижают до 0,3% об., а потом поднимают до разрешенных 0,5% об. путем добавки пива на стадии завитков, молодого пива или готового к розливу пива. Таким образом, ароматические вещества вновь попадают в пиво и отчасти выравнивают вкус. То, что это не всегда удается, показывает вкусовое сравнение различных марок безалкогольного пива.

Снижение содержания спирта ниже требуемого уровня и смешивание в дальнейшем такого пива с завитками, молодым или готовым к разливу пивом до требуемой концентрации спирта оправдывает себя и при изготовлении сортов пива с пониженным содержанием алкоголя (Lightbier, Diatbier).

При этом в случае смешивания

• с отфильтрованным пивом частично восполняется содержание ароматических веществ, а

• при смешивании с завитками пиво приобретает более «живые», отчасти цветочно-дрожжевые оригинальные оттенки.