Сепарирование сусла
Исследования по использованию сепараторов в пивоварении проводили еще перед первой мировой войной. Небольшая мощность первоначальных сепараторов, относительно большое потребление электроэнергии и также возможное недоверие к этому процессу стали причиной того, что применение центрифуг в пивоварении не распространилось. Только в последние годы для отделения сусла начинают использовать центрифуги новейшей и совершенной конструкции.
В центрифугах муть под действием центробежной силы отделяется намного быстрее, чем при седиментации на тарелках. Центробежное ускорение зависит от частоты вращения и конструкции центрифуги и в 6000-10000 раз больше, чем гравитационное ускорение. Скорость отделения взвесей по закону Stokes зависит от размера частиц, от разницы плотностей частиц и жидкости и от вязкости жидкости.
Для осветления сусла, главным образом отстоя, раньше использовали барабанные центрифуги с частотой вращения 3500- 4500 об/мин. Мутное сусло поступало во внутренний барабан, и взвеси центробежной силой отбрасывались на внутреннюю стену наружного барабана. Барабан вмещал 50-60 л густых взвесей. После заполнения центрифугу останавливали, барабан извлекали, взвеси удаляли и барабан очищали. Время на остановку центрифуги, чистку барабана и новый запуск составляло 30- 40 мин, поэтому в дальнейшем перешли к камерным центрифугам с автоматическим опорожнением. На рис. 58 изображен камерный сепаратор De Laval. Сусло вводится во внутренние камеры (цилиндры) с наименьшим диаметром и центробежной силой тонким слоем отбрасывается на стенки цилиндра и выдавливается в следующие цилиндры. При постепенно возрастающем диаметре цилиндров сусло под действием большой окружной скорости все больше осветляется и осветленное удаляется из сепаратора с помощью вращающегося диска.
Диск функционирует как центробежный насос и может подать сусло на высоту 20-30 м. Взвеси собираются в пространстве под камерами и после остановки сепаратора самопроизвольно вытекают в подставленные резервуары. Эти взвеси более жидкие, чем взвеси из барабанного сепаратора. Резервуары для взвеси имеют вместимость 65 л, так что они достаточны для отделения около 200 гл 10%-ного сусла. 1 л жидких взвесей весит 1,1 кг, а, по данным ПВС в Бранике, количество отстоя, пересчитанное на 100 кг засыпи, колеблется от 2 до 3,5 кг. Описанный сепаратор имеет частоту вращения 6500 об/мин и приводную мощность кВт при производительности 90 гл/ч. Преимуществом этих сепараторов является то, что не нужно вынимать барабан и после чистки сепаратор можно снова использовать. Опорожненный сепаратор можно стерилизовать без демонтажа, в обычном производстве его можно разбирать и чистить один раз в неделю.
Штайнер и Штокер изучали процесс оседания и состав взвесей в сусле и обнаружили в 12%-ном сусле 97 г/гл всех взвесей в пересчете на сухой остаток. Из этого количества взвесей 85% приходится на грубую взвесь и 15% на тонкую. Содержание взвесей при задержке сусла на тарелке и понижении температуры до 35-37°С повышается на 10%. При движении сусла количество взвесей возрастает на 20%.
При осветлении сусла сначала отделяются грубые частицы, сусло тем прозрачнее, чем медленнее протекает через сепаратор. При осветлении горячего сусла устраняется только грубая взвесь. Тонкие взвеси с частицами меньше, чем 0,5 мкм отделяются только в небольшом количестве за счет захвата крупными частицами. Тонкая взвесь лишь после охлаждения сусла собирается в комки, которые частично оседают на дно или же при брожении выделяются в деку, с которой и устраняются. Некоторые пивоваренные заводы ограничиваются этими факторами и осветляют сусло только в горячем виде. Сепаратор размещается за сборником, из которого горячее сусло поступает прямо в сепаратор. Сепаратор, осветляя сусло, прокачивает его дальше через пластинчатый холодильник вплоть до бродильных чанов.
Если пиво должно быть особенно стойким в отношении холода, то следует осветлять охлажденное сусло. Поскольку холодное сусло имеет большую вязкость, его прохождение через сепаратор должно быть медленным, хотя при этом производительность сепаратора и снижается на 35% и даже на 50%. Абсолютное отделение тонкой взвеси не рекомендуется, поскольку одновременно удаляются и некоторые другие вещества, в результате чего пиво из такого сусла имеет пустой вкус. Поэтому сусло отделяется только частично охлажденное, из которого тонкая взвесь осела не полностью. В процессе осветления температура охлажденного сусла несколько возрастает, однако незначительно (от 0,5 до 1,0°С) и не имеет практического значения.