Оценка варочного процесса, выход экстракта

При производстве охмеленного сусла из перерабатываемого сырья должно получаться как можно больше растворимого экстракта наиболее подходящего состава. Выполнение этого требования при использовании технологически и экономически подходящего процесса свидетельствуют о правильном ходе варки.

Основным показателем достигнутой степени использования сырья является так называемый выход экстракта. Это доля растворимого экстракта, полученного из переработанной засыпи, выраженная в процентах.

Для расчета выхода экстракта следует определить массу засыпи, объем полученного охмеленного сусла и его плотность.

Засыпь взвешивают на обычных или чаще на автоматических весах. Кроме массы должна быть известна также экстрактивность используемого солода, а при комбинированной засыпи - всех видов солода и его заменителей. Количество по массе всех компонентов засыпи в ЧССР пересчитывают на так называемый стандартный солод, под которым подразумевается солод чешского (пильзенского) типа экстрактивностью 75% (в исходной массе на воздушно-сухое вещество).

Объем полученного сусла вместе с хмелем определяется мерной рейкой непосредственно после окончания кипячения. Для расчета экстракта объем сусла, измеренный при температуре около 100°С, нужно корректировать на температуру, при которой определяется концентрация, т. е. 20°С. Корректировка наряду с уменьшением объема сусла включает также поправку на смачивание котла и на находящийся в сусле хмель в целом на 4,08%, в практике же обычно берут 4,0%. Следовательно, для корректировки объема полученного горячего сусла на объем холодного сусла требуется объем горячего умножить на 0,96.

Объем полученного сусла следует измерять как можно точнее. Надо обязательно дождаться, пока полностью не успокоится поверхность, волнение снижает точность измерения и тем больше, чем больше диаметр котла.

Концентрацию сухих веществ в сусле определяют на практике сахарометром, правильность измерения следует проверять параллельно пикнометром. Образец для определения концентрации берут из котла непосредственно перед измерением объема или тотчас после него, чтобы не возникла ошибка из-за дальнейшей концентрации сусла в результате испарения. Взятое сусло отделяют от хмеля и быстро охлаждают до температуры примерно 20°С. Установленные данные концентрации корректируют на нормальную температуру по данным на температурной шкале сахарометра. При измерении следует следить за тем, чтобы стержень сахарометра не погрузился глубже величины, отсчитанной на шкале.

По сахарометру определяют объем экстракта (концентрацию сухих веществ) всегда в процентах по массе (в кг на 100 кг). Для расчета выхода экстракта полученные данные, выраженные в процентах по массе, надо перевести на объемные проценты (в кг/гл) путем умножения на соответствующую плотность или определяется по таблицам.

где:

R_v- выход экстракта, %,

V_20° - объем холодного сусла (l),

V_20° =V_100° • 0,96,

Е₀ - концентрация сухих веществ в холодном сусле, об. %,

Выход экстракта рассчитывают по следующей формуле:

Е_v - концентрация сухих веществ в холодном сусле мае. %,

η - плотность сусла,

S - засыпь стандартного солода на варку, кг.

Полученный выход экстракта сравнивают с экстрактивностью переработанного солода, определенной с помощью анализа.

Экстракт солода, определяемый конвенционным методом, является величиной постоянной, однако, не представляет максимальной величины, которой можно было бы достигнуть при более интенсивном затирании. Кроме того, при определении экстракта конвенционным лабораторным методом предполагается, что у воды, задержанной дробиной, та же экстрактивность, что и у сусла. Поэтому экстракты, определяемые лабораторным методом, на 1,2% выше, чем в действительности.

Так как по техническим причинам состав производственного дробленого солода всегда грубее, а также, учитывая то, что при производстве светлого пива дробина хорошего качества никогда полностью не выщелачивается, выход экстракта в производственных условиях по сравнению с выходом, определяемым в лаборатории, почти всегда ниже. Разница обычно колеблется в пределах 1-3%, в среднем 1,2%. С практической точки зрения выход экстракта считается удовлетворительным в том случае, если: он всего на 1% ниже экстракта переработанного солода в исходной массе (на воздушно-сухое вещество). Только в исключительных случаях, когда солод интенсивно затирают и дробину основательно выщелачивают, можно добиться выхода экстракта в производственных условиях, близкого к выходу, по анализу или даже незначительно его превышающего.

При относительно низком выходе экстракта необходимо проводить анализ среднего образца производственной дробины. При этом вымываемый экстракт дробины при производстве обычного рядового пива не должен превышать 0,5% (в пересчете на исходную, т. е. на мокрую дробину). Экстракт из неосахаренного крахмала (невымываемый экстракт) колеблется у производственной дробины от 0,2 до 1,0%. При хорошей работе объем общего экстракта, оставшегося в дробине, не должен быть выше 1,25% (в пересчете на мокрую дробину).

Если причиной низкого выхода экстракта является более высокое содержание вымываемого экстракта в дробине, то это является следствием нарушений при фильтрации. В таком случае необходимо установить, нормальна ли температура воды для промывания дробины (она не должна быть выше 78-80°С), не слишком ли охлаждается содержимое фильтрационного чана, не' допускается ли техническая ошибка при фильтрации (очень быстрый пропуск кранов, неполное стягивание первого сусла, слишком концентрированное первое сусло, неравномерное орошение,, неправильные операции с мешалкой и т. д.), не очень ли мелкий помол и, наконец, хорошего ли качества перерабатываемый солод (дробина из твердого солода плохо вымывается).

Если выход экстракта снижается за счет высокого содержания невымываемого экстракта (неосахаренного крахмала) в дробине, то это зависит от сырья или его переработки. Твердые солода (плохо растворенные, короткого ращения и затвердевшие- при сушке) надо дробить более мелко, чем нормальные. Выход, экстракта из них можно улучшить путем более интенсивного затирания, затиранием в холодной воде, удлинением пауз, введением выдержки при 50°С, хорошим кипячением заторов, интенсивным перемешиванием, или другими изменениями технологического процесса.

При точном определении выхода экстракта следует учитывать также экстракт, оставшийся в дробине. Объем экстракта из неосахаренного крахмала в дробине зависит от растворения солода и от его обработки в варочном отделении (механический состав дробленого солода, принятый способ затирания, кипячение заторов), в то время как достигнутая степень выщелачивания дробины характеризуется количеством вымываемого экстракта.

Выход экстракта, полученного в варочном отделении, сравнивается с выходом, полученным в лаборатории на основе баланса. Этот баланс виден из табл. 15.

Таблица 15 Выход экстракта в варочном отделении и в лаборатории

Варочное отделение		Лаборатория
Выход экстракта, %	73,3	Экстракт в исходном солоде, %	75,4
Вымываемый экстракт в мокрой дробине, %	1,5	-	-
Невымываемый экстракт (неосахаренный крахмал) в мокрой дробине, %	0,8	Невымываемый экстракт (неосахаренный крахмал) в лабораторной дробине, %	0,7
Всего, %	75,6	Всего, %	76,1

Выход экстракта имеет большое значение с хозяйственной точки зрения. Если в дробине остается большая доза экстракта из неосахаренного крахмала, то следует найти причину и ее устранить. И, наоборот, слишком глубокое вымывание экстракта, поскольку (сильное выщелачивание солодовой оболочки) отрицательно влияет на вкус пива. Для того чтобы получить высококачественный продукт при хороших экономических показателях, необходимо добиваться правильного соотношения между выходом экстракта и качеством готового продукта.

Количественный результат (выход экстракта) варки в определенной степени характеризует и качественный результат. При производстве сусла с этой точки зрения наибольшее внимание уделяется двум основным ферментативным процессам, т. е. расщеплению крахмала и белков. В практике следует расщеплять на йодонормальные продукты весь крахмал, предоставляемый сырьем, из которого получается главная доля растворимого экстракта. Наоборот, белки при затирании расщепляются только частично, однако достигнутая степень расщепления оказывает существенное влияние на качество. Качественная сторона, т. е. соотношение отдельных продуктов расщепления в сусле, обеспечивается проведением технологического процесса, который при наличии объективных причин может изменяться для обеспечения требуемого стандартного качества сусла.

Расщепление крахмала в практике определяется с помощью простейших методов. Показателем полноты расщепления крахмала является содержание невымываемого (неосахаренного крахмала) в дробине. Протекание процесса осахаривания и его полнота в заторах, в первом сусле, промывной воде и в готовом охмеленном сусле обычно определяется йодной пробой. Содержание сбраживаемых веществ (сахаров) в сусле наиболее точно определяется путем установления конечной степени сбраживания.

Азотистые вещества в готовом сусле - это почти исключительно продукты расщепления белков солода, которые перешли в раствор или прямо, или под действием протеаз при затирании. Однако при затирании невозможно непосредственно наблюдать за расщеплением белков или непосредственно управлять процессом так, чтобы образовалось как можно меньше фракций, дающих в дальнейшем помутнение. Поэтому применяют косвенный процесс, состоящий в том, что в течение всего технологического- процесса поддерживаются условия для осаждения нежелательных фракций. В частности, обеспечивается хороший брух сусла,, предусматривается осаждение мути в грубой форме, основательно осветляется пиво при дображивании и т. д.

По Кольбаху, интенсивность расщепления белков можно определить по выходу белков в производственных условиях (азот в готовом сусле в % от общего азота в солоде) и конвенционном, сусле (азот в сусле, прокипяченном с хмелем, в % от азота в солоде), полученном в лаборатории. По данным этого же автора, условия при затирании (время, температура, pH) оказывают почти одинаковое влияние на ферментативные превращения (за исключением амилолиза), так что интенсивность расщепления белков является одновременно показателем интенсивности остальных процессов ферментативного расщепления.

Кроме ферментативных превращений необходимо контролировать также изменения, вызванные кипячением заторов (декокцией) и кипячением сусла с хмелем. Речь идет главным образом о клейстеризации крахмала, коагуляции белков, растворении горьких и дубильных веществ и образования красящих веществ.