3.5. Пивная дробина и ее утилизация
После разделения затора остается пивная дробина. Из 100 кг зернопродуктов образуется 100-120 кг дробины влажностью 80-85 %. При использовании майш-фильтров дробина более сухая (влажность около 30 %).
Утилизация пивной дробины представлена на рис. 7
Из фильтрационного аппарата 5 разбавленная водой дробина перекачивается насосом 4 в раздаточные бункеры 1. Избыточная вода отделяется через ситчатое днище конусной части бункеров, а частично обезвоженная дробина транспортируется шнеком 2 на раздаточную площадку 3.
При использовании фильтр-прессов получается более сухая дробина и ее транспортируют на раздаточную площадку механическим транспортом или пневмотранспортом.
Рис. 7. Схема утилизации пивной дробины:
1 - раздаточный бункер; 2 - шнек; 3 - погрузочная площадка; 4 - насос; 5 - фильтрационный аппарат
Дробина в основном утилизируется на корм скоту, сухая дробина используется в качестве питательной среды для культивирования плесневых грибов-продуцентов гидролитических ферментов. Особым способом обработанная дробина может использоваться в качестве источника высококачественной натуральной целлюлозы при производстве печенья, кексов, соусов.
Контрольные вопросы и задания
Назовите основную цель фильтрования заторов.
Охарактеризуйте слой дробины как фильтрующую перегородку.
Приведите формулу для определения скорости фильтрования.
Каким образом можно увеличить скорость фильтрования?
Дайте сравнительную характеристику химического состава первого сусла и промывной воды.
Опишите устройство фильтрационного аппарата.
Какова последовательность операций при фильтровании затора в фильтрационном аппарате?
Опишите устройство и принцип работы заторного фильтр-пресса.
Дайте сравнительную оценку разделения затора в фильтрационном аппарате и фильтр-прессе.
Приведите современные способы фильтрования затора.
Опишите способы транспортировки дробины на раздаточную площадку и возможные пути ее утилизации.
Тема 4. КИПЯЧЕНИЕ СУСЛА С ХМЕЛЕМ
4.1. Физико-химические процессы при кипячении сусла с хмелем
4.2. Практика кипячения сусла с хмелем
4.3. Современные способы кипячения сусла с хмелем
4.1. Физико-химические процессы при кипячении сусла с хмелем
Цель кипячения сусла с хмелем:
экстрагирование из хмеля горьких и ароматических веществ для придания пиву горького вкуса и специфического хмелевого аромата;
коагуляция белков;
инактивация ферментов для стабилизации состава сусла;
упаривание сусла до заданной плотности;
стерилизация сусла.
4.1.1.Экстрагирование и превращение горьких, дубильных
И ароматических веществ хмеля
Одним из основных технологически важных веществ хмеля являются α-кислоты - гумулон и его гомологи. Кислоты обеспечивают до 85-90 % горечи сусла. Кислоты обладают слабой растворимостью, однако при кипячении легко изомеризуются с образованием более растворимых и горьких изомеров: изогумулона, изокогумулона, изоадгумулона, изопрегумулона и изопостгумулона. Отдельные гомологи α-кислот обладают различной способностью к изомеризации: гумулон изомеризуется на 35-41 %, когомулон - на 38-59 %, адгумулон - на 41-67 %. Поэтому горечь пива зависит от состава α-кислот хмеля. Лучший выход горьких веществ обеспечивает хмель с повышенным содержанием когумулона. Отдельные изомеры α-кислот объединяются под названием «изогумулон».
На выход изогумулона влияют следующие факторы: рН сусла, продолжительность кипячения, состав α-кислот, количество вносимого хмеля, температура кипячения, степень измельчения хмеля, плотность сусла.
С увеличением рН усиливаются растворимость и изомеризация α-кислот. Так, при повышении рН с 5,2 до 5,5 изомеризация возрастает на 25 %, а при дальнейшем изменении активной кислотности до 5,8 - на 40 %. Однако кипячение сусла с хмелем проводят при низких значениях рН, так как при этом горечь сусла более тонкая, гармоничная и активно протекает процесс коагуляции белков.
Горечь сусла возрастает с увеличением продолжительности кипячения. После 30 минут кипячения в сусле содержится уже более половины общего содержания изогумулонов. Максимальный выход горечи достигается за 2 часа кипячения. Более продолжительное кипячение приводит к переходу изогумулонов в гумулиновые кислоты, не обладающие горьким вкусом.
С увеличением нормы задачи хмеля выход изогумулонов снижается в пределах 10 %. Усиливается изомеризация α-кислот при повышении температуры кипячения, что создается в современном оборудовании с помощью повышения давления. Степень экстракции горьких веществ возрастает при использовании молотого хмеля. Выход горьких веществ снижается с увеличением концентрации сусла.
При кипячении сусла теряется около 20 % α-кислот хмеля за счет перехода последних в негорькие соединения. Часть α-кислот адсорбируется на хмелевой дробине и белковом осадке. Горькие кислоты теряются и на последующих стадиях производства при сбраживании, выдержке и фильтровании пива. Поэтому в готовом пиве остается лишь 28-32 % α-кислоты хмеля.
β-Кислоты (лупулоны) обладают меньшей растворимостью, чем α-кис-лоты. Изомеризации не подвергаются. При кипячении сусла с хмелем частично окисляются с образованием хорошо растворимых продуктов окисления, обладающих приятной горечью. На долю продуктов окисления β-кислот приходится около 15 % горечи сусла.
Полифенольные вещества хмеля способствуют осветлению сусла за счет осаждения белков и повышают его антиоксидантную способность.
Полифенольные вещества хмеля легко растворяются в сусле с образованием коллоидного раствора, частицы которого заряжены отрицательно. Они взаимодействуют с положительно заряженными белками и продуктами их распада. Неокисленные полифенольные вещества образуют с белками комплексы, растворимые в горячем сусле и выпадающие в осадок при его охлаждении. Окисленные полифенольные соединения (флобафены) дают с белками нерастворимые комплексы, которые полностью выделяются при кипячении сусла с хмелем.
Хмелевые эфирные масла влияют на вкус и аромат пива. Состоят более чем из 300 компонентов с разной температурой кипения. При кипячении сусла с хмелем значительная их часть улетучивается, причем в большей степени удаляются низкокипящие соединения, которые ухудшают аромат пива. В вытяжной трубе сусловарочного аппарата эфирные масла конденсируются и окисляются. С целью предотвращения возврата конденсата в сусло, его улавливают и выводят из сусловарочного котла.
В процессе кипячения сусла с хмелем теряется до 90 % эфирных масел. Для их сохранения последние порции хмеля вносят за 5-10 минут до конца кипячения или в хмелеотделитель. Для ароматизации пива применяют также холодное охмеление, при котором хмель вносят в пиво при дображивании или в готовое пиво. Хмелевой аромат напитка повышают также путем добавления в готовое пиво экстракта ароматических веществ хмеля или хмелевой эссенции.