Тема «Производство ячменного солода»
Очистка, сортировка и замачивание зерна. Факторы, влияющие на процесс замачивания.
Способы замачивания.
Проращивание зерна. Факторы, влияющие на процесс солодоращения.
Типы солодовен.
Сушка солода. Процессы, протекающие при сушке солода (стадии и фазы сушки).
Типы сушилок.
Обработка и хранение солода.
Технология темного солода.
1. Очистка, сортировка и замачивание зерна
Поступающее на производство солода зерно содержит ряд примесей, которые затрудняют процесс солодоращения и снижают качество солода. К ним относятся камни, земля, пыль, песок, металлические предметы, поврежденные зерна, посторонние виды зерновых культур, семена трав и др.
Различают зерновую, сорную и минеральную примеси. К зерновой примеси относятся травмированные, щуплые, проросшие и поврежденные зерна, а также другие зерновые культуры. К сорной примеси относятся семена дикорастущих растений, органическая примесь (полова, ости и др.). Минеральная примесь включает песок, пыль, металлические включения и др. Все эти примеси, ухудшая качество зерна и солода, значительно снижают сохранность зерновой массы.
Перед солодоращением ячмень подвергают первичной и вторичной очистке. Первичную очистку проводят сразу после поступления партии ячменя. Ячмень взвешивают и очищают на магнитных и воздушно-ситовых сепараторах. После первичной очистки – передают на хранение. Перед поступлением в производство подвергают вторичной очистке на магнитном и воздушно-ситовом сепараторах, триере. Очищенное зерно разделяют на сорта по толщине зерна на сортировальной машине, и сорта идут на производство солода, сорт и щуплые зерна – на корм скоту.
Замачивание зерна
Это подготовка зерна к последующему проращиванию с целью активизации процессов жизнедеятельности и связанных с ними физиологических, физических и ферментативных процессов. Кроме того, вода – транспортное средство, которое предоставляет зародышу необходимые для ее развития питательные вещества.
Зерно замачивают таким образом, чтобы влага в достаточном количестве поступила в эндосперм и зародыш. Поэтому необходимо правильно выбрать режим замачивания, предусмотреть предварительную мойку водой и дезинфекцию ячменя, поскольку зерно после очистки содержит пыль, легковесные примеси и микроорганизмы.
Для приготовления солода необходимо получить конечную влажность ячменя, называющуюся степенью замачивания, 42 – 50 %.
Факторы, влияющие на процесс замачивания
Скорость поглощения воды ячменем зависит от сорта, состава, года созревания и климатических условий. (Продолжительность замачивания ячменя, выращенного в жарком климате меньше, чем выращенного в умеренно теплом и влажном). От характера эндосперма ячменя – мучнистые или стекловидные зерна. Мучнистые поглощают воду быстрее, чем стекловидные. Меньшие по размеру зерна замачиваются быстрее, чем зерна больших размеров. Отсюда следует, что для получения равномерно замоченного ячменя необходимо использовать однородное по составу и по размеру зерно.
Влияние кислорода и диоксида углерода. Процесс замачивания пробуждает к жизни зародыш, рост которого сопровождается интенсивным дыханием, то есть зерно потребляет кислород из воздуха или воды. Когда кислород содержится в недостаточном количестве, то зародыш может восполнить недостаток энергии посредством анаэробного дыхания, а образующиеся при этом продукты (этиловый спирт, диоксид углерода, альдегиды, смолы эфира, кислоты) тормозят его развитие. Для ускорения начала роста зародыша важнейшее значение при замачивании имеет достаточное снабжение его кислородом, который благоприятно действует на жизнедеятельность зерна. Повышенная водочувствительность зерна приводит к задержке его роста и, следовательно, к получению готового солода низкого качества.
Подвод кислорода к зерну особенно необходим в начальный период замачивания. Для равномерного протекания процесса пробуждения и развития зародыша необходимо, чтобы подвод кислорода к зерну примерно в 3 раза превышал выделение диоксида углерода, то есть главной задачей при замачивании зерна – снабжение его в достаточном количестве кислородом и удаление диоксида углерода.
Влияние температуры воды. Продолжительность и степень замачивания зерна зависят от температуры воды, применяемого способа замачивания, а также от размеров и состояния зерна. С повышением температуры воды при замачивании интенсифицируется проникновение ее в ячмень, так как ускоряется набухание органических коллоидов зерна: белков, крахмала и клетчатки (гемицеллюлоз). Время, необходимое для достижения 41 % влажности зерна зависит от температуры замачивания: при 50 С – 96 час, а при 15 С – 60 час. Обычно ячмень замачивают при температуре воды от 10 до 14 С (ниже – тормозится развитие зародыша, выше – интенсифицируется жизнедеятельность вредных микроорганизмов, снижается растворимость кислорода в воде).
Рис. 1. Моечный аппарат Рис. 2. Замочный аппарат
Состав воды также влияет на замачивание. Мягкая и средней жесткости вода хорошо поглощается зерном, жесткая медленнее.
Различные соли воды при замачивании могут вступать в химические реакции с веществами оболочки зерна. Поэтому вода для замачивания зерна по своему составу должна соответствовать ГОСТ на питьевую воду.
Устройство замочного отделения
Для проведения мойки и замачивания зерна используются специальные аппараты самых разных конструкций. Как моечные, так и замочные аппараты изготавливают из листовой стали толщиной 4 – 6 мм и обрабатывают специальным покрытием, исключающим коррозию металла.
Современные конструкции замочных аппаратов имеют цилиндрическую форму с плоским днищем. Зерно располагается слоем высотой около 3 м. Для загрузки, разравнивания и выгрузки зерна предназначен специальный лопастной ротор, который может при вращении опускаться и подниматься в зависимости от высоты слоя зерна.
Объем замочного аппарата рассчитывается с учетом объема замачиваемого зерна, увеличения объема материала на 40 % при росте его влагосодержания до 45 % и дополнительного объема для нормального ведения замачивания (10 – 15 %). Общая вместимость всех замочных аппаратов рассчитывается с учетом общей продолжительности замачивания, включающей время на заполнение аппаратов, выгрузку и мойку (48 – 72 ч).
Моечный аппарат для зерна (рис. 1) состоит из цилиндроконического корпуса 4, моечного устройства 5, вертикального привода со шнеком 3, сливной коробки 2 и выпускного устройства 1. Перемешивание зерна в целях мойки и насыщения кислородом осуществляется с помощью моечного устройства 5, расположенного в центре аппарата. Вместо вертикального шнека для перемещения зерна в моечное устройство 5 может использоваться сжатый воздух.
В замочном аппарате с коническим днищем (рис. 2) подаваемый по трубопроводу 4 в нижнюю часть эрлифтной трубы 2 сжатый воздух увлекает за собой зерно с водой и поднимает его вверх. Плотность смеси воды и воздуха намного ниже плотности воды и зерна, находящихся вокруг трубы. За счет этой разницы зерно поднимается по трубе вверх, где с помощью сегнерова колеса 3 равномерно распределяется по объему аппарата.
Сжатый воздух подается также в кольцевые барботерные трубки 1, которые расположены на внутренней поверхности конической части замочного аппарата. Для равномерного распределения воздуха по всему объему аппарата в трубках в нижней части имеются отверстия диаметром 2 – 3 мм. Для спуска замоченного зерна в аппарат для солодоращения в нижней части замочного аппарата находится вентиль с клапаном 5 и спускной штуцер 6. В таком аппарате перед замачиванием можно проводить и мойку зерна. Для удаления диоксида углерода замочный аппарат дооборудуется вентилятором, который подключается к конической части его.
Моечные и замочные аппараты размещаются между зернохранилищем и отделением для солодоращения. Аппараты можно располагать на одном уровне или один над другим. При этом учитывают возможности транспортирования зерна.
Конструкции аппаратов для мойки и замачивания зерна необходимо постоянно усовершенствовать в соответствии с технологическими и экологическими требованиями. Совершенствование должно быть направлено на обеспечение быстрого набора и смены воды, а также ее экономии, удаление образовавшихся ингибирующих веществ с небольшими затратами энергии. Конструкции насосов для перекачивания зерна с водой должны исключать травмирование зерна и прежде всего ростков.
Замачивание зерна следует рассматривать как комплексный процесс увлажнения и биологической фазы роста. Чем быстрее протекает насыщение зерна влагой и чем интенсивнее удаляются ингибирующие вещества, тем активнее идут ферментативные процессы, приводящие в дальнейшем к растворению зерна.