- •Химия и технология пивного сусла
- •Федеральное агентство по образованию
- •Химия и технология пивного сусла
- •1. Солод в пивоварении
- •1.1. Светлый солод
- •Требования к солоду хорошего качества
- •Значение показателей качества солода в технологическом процессе получения пива
- •1.2. Специальные типы солода
- •Характеристика темного солода
- •Характеристика карамельного солода
- •Характеристика обжаренного (жженого) солода
- •Показатели качества светлого пшеничного солода
- •2. Вода в производстве пива
- •Показатели воды, применяемой в пивоварении
- •Типичный ионный состав воды для получения различных типов пива
- •Органолептические и физико-химические показатели качества воды
- •2.1. Величина рН
- •Оптимальные значения величины рН для ферментов солода
- •2.2. Щелочность воды
- •2.3. Жесткость воды
- •Соотношение между различными единицами измерения жесткости воды
- •2.4. Окисляемость и содержание сухого остатка
- •2.5. Биологические показатели
- •2.6. Роль минеральных компонентов в пивоварении
- •Влияние неорганических ионов на процесс пивоварения, органолептические свойства пива и его коллоидную стойкость
- •2.7. Потребление воды на пивоваренных заводах
- •Потребление воды на пивоваренных заводах
- •3. Хмель
- •3.1. Химический состав хмеля
- •Химический состав высушенных хмелевых шишек
- •Характеристики популярных сортов хмеля, производимого в мире
- •Сравнительная характеристика сортов хмеля по содержанию хмелевых масел
- •3.2. Хмелевые препараты
- •Краткая характеристика хмелевых продуктов
- •3.3. Режимы охмеления сусла
- •Нормы содержания горьких веществ в различных типах пива согласно рекомендациям евс при использовании горьких веществ 28 %*
- •Влияние режима внесения гранулированного хмеля сорта Zatec-Saaz на органолептические свойства пива
- •3.4. Хранение хмелепродуктов
- •4. Несоложеное сырье
- •4.1. Ячмень
- •Сравнительная характеристика несоложеных злаков в отношении содержащихся в них крахмалистых и некрахмалистых полисахаридов, (г/100 г продукта, содержащего 86 % св)
- •Содержание белка, аминокислот, жиров и дубильных веществ в несоложеных материалах (г/100г продукта, содержащего 86 % св)
- •4.2. Сахарсодержащее несоложеное сырье. Патока
- •Состав мальтозо-глюкозных сиропов различных типов
- •5. Вспомогательные материалы при производстве пивного сусла
- •Состав коллоидных осадков
- •5.1. Природа коллоидных помутнений пива
- •5.1.1. Белковое помутнение
- •Свойства белковых фракций ячменя
- •5.1.2. Полифенольное помутнение
- •Изменения содержания пф по стадиям технологического процесса
- •5.1.3. Углеводное помутнение
- •5.1.4. Оксалатное помутнение
- •5.2. Способы повышения коллоидной стойкости пива
- •5.2.1. Корректировка величины рН затора
- •Оптимальные физико-химические условия для проявления активности ферментов и температура их инактивации
- •5.2.2. Ферментные препараты для корректировки состава затора
- •Амилолитические ферменты
- •Ферментные препараты
- •Оптимальные физико-химические условия для проявления активности α-амилаз
- •Оптимальные значения рН и температуры для проявления активности β-амилазы
- •Протеолитические ферменты
- •Гемицеллюлазы
- •5.2.3. Основные ферментные препараты, используемые в пивоварении
- •Ферментные препараты, используемые при производстве пивного сусла
- •5.2.4. Основы безопасности использования ферментов
- •Свойства ферментов
- •5.3. Адсорбенты
- •Характеристика адсорбентов и точка их внесения
- •5.3.1. Полисахариды
- •Препараты для стабилизации пива, добавляемые на этапе получения сусла
- •5.3.2. Силикагели
- •Характеристика силикагелей, предназначенных для стабилизации пива
- •6. Дробление солода
- •6.1. Состав солода (с точки зрения дробления)
- •6.2. Фракционный состав помола
- •Фракционный состав помола для различных аппаратов фильтрации
- •Фракционный состав помола (шесть фракций)
- •Рекомендуемый фракционный состав помола, % (четыре фракции – экспресс-метод)
- •6.3. Конструкция солододробилок
- •6.3.1. Шестивальцовая дробилка
- •6.3.2. Пятивальцовая дробилка
- •6.3.3. Четырехвальцовая дробилка
- •6.3.4. Двухвальцовая дробилка
- •6.4. Виды дробления
- •6.4.1. Сухое дробление
- •6.4.2. Кондиционированное сухое дробление
- •6.4.3. Мокрое дробление
- •6.4.4. Замочное кондиционирование
- •6.5. Проблемы, возникающие при дроблении, и пути их ликвидации
- •7. Затирание зернопродуктов
- •7.1. Процессы, происходящие при расщеплении и растворении веществ солода
- •7.1.1. Расщепление крахмала
- •7.1.2. Расщепление β-глюкана
- •7.1.3. Расщепление белковых веществ
- •7.1.4. Превращение жиров
- •7.1.5. Дубильные вещества
- •7.1.6. Цинк
- •7.1.7. Подкисление затора
- •7.2. Заторные аппараты
- •7.3. Факторы, влияющие на процесс затирания
- •7.3.1. Гидромодуль затора
- •7.3.2. Температура
- •7.3.3. Смешивание воды и дробленых зернопродуктов
- •7.3.4. Значение рН
- •7.3.5. Настойные способы затирания
- •7.3.6. Отварочные способы затирания
- •7.3.7. Затирание с применением несоложеного сырья
- •7.3.8. Ферментные препараты
- •7.4. Возможные отклонения от оптимальных режимов затирания
- •7.5. Техника безопасности
- •8. Фильтрование затора
- •Влияние кислорода на показатели сусла
- •8.1. Теория разделения затора
- •Типичный фильтрационный состав помола солода
- •8.2. Фильтр-чан
- •8.3. Многофункциональное управление фильтрованием
- •8.4. Характеристика фильтра-чана
- •Скорость фильтрации и нагрузка на сито
- •Соразмерность разрыхлителей фильтра-чана
- •Специфика загрузки и высота слоя дробины
- •Типичные циклы работы фильтра-чана
- •8.5. Фильтр-пресс
- •Типичный цикл работы фильтра-пресса
- •8.6. Проблемы, возникающие при фильтровании сусла, и пути их решения
- •Качество солода, процесс затирания и скорость фильтрации
- •9. Варка сусла с хмелем
- •Состав сусла на момент «полного набора» в сусловарочном котле
- •Состав охмеленного пивного сусла
- •9.1. Выпаривание избыточной воды
- •9.2. Удаление нежелательных летучих компонентов
- •9.3. Стерилизация сусла и удаление ферментов
- •9.4. Адсорбция белка
- •9.5. Растворение и изомеризация горьких веществ хмеля
- •Доля перешедших при кипячении в раствор горьких веществ, %
- •9.6. Образование ароматических веществ
- •9.7. Повышение цвета сусла
- •Изменение цвета сусла и пива на различных стадиях производства
- •9.8. Повышение кислотности сусла
- •9.9. Содержание цинка в сусле
- •9.10. Содержание кальция в сусле
- •9.11. Кипячение сусла с хмелем
- •9.11.1. Внесение хмеля в сусловарочный аппарат
- •9.11.2. Различные режимы внесения хмеля в сусловарочный аппарат
- •9.11.3. Охмеление шишковым хмелем
- •9.11.4. Охмеление гранулированным хмелем (100 %)
- •9.11.5. Частичная замена гранул шишками
- •9.11.6. Использование хмелевого экстракта
- •9.12. Контроль готового сусла
- •9.13. Виды сусловарочных котлов
- •9.13.1. Сусловарочный котел с внутренним кипятильником
- •9.13.2. Современные технологии при охмелении сусла
- •10. Отделение взвесей горячего сусла
- •10.1. Вирпул (гидроциклонный аппарат)
- •10.1.1. Принципиальный процесс работы вирпула
- •10.1.2. Отделяющий эффект вирпула
- •10.1.3. Консистенция взвесей горячего сусла при опустошении вирпула
- •10.1.4. Внешние условия для нормальной работы вирпула
- •10.1.5. Возможные причины плохого отделения взвесей горячего сусла в вирпуле
- •Параметры трубопроводов в вирпуле
- •10.1.6. Соотношение высоты уровня сусла и диаметра вирпула
- •10.1.7. Подавление нежелательных вторичных завихрений сусла в вирпуле
- •10.1.8. Устройство днища вирпула
- •10.1.9. Расположение впускных и выпускных отверстий в вирпуле
- •10.1.10. Рекомендации по оптимизации технологического процесса осветления сусла в вирпуле
- •10.2. Осветление сусла в сепараторе
- •10.3. Осветление сусла с помощью холодильных тарелок
- •10.4. Осветление сусла с помощью отстойного чана
- •11. Охлаждение сусла
- •11.1. Пластинчатые теплообменники
- •11.1.1 Принцип работы пластинчатого теплообменника
- •11.1.2. Этапы охлаждения сусла в теплообменнике
- •11.2. Теплообменники типа «труба в трубе»
- •11.3. Теплообменники мультитрубной конструкции
- •11.4. Проблемы, возникающие при теплопередаче
- •11.5. Установка искуственного охлаждения
- •11.5.1. Промежуточные хладоносители
- •Свойства промежуточных хладоносителей
- •11.5.2. Свойства наиболее широко используемых хладоносителей
- •11.6. Аэрация сусла (насыщение воздухом)
- •11.7. Отделение холодных взвесей сусла
- •Состав холодного труба
- •Температурная зависимость выделяемого холодного труба
- •11.7.1. Отделение холодных взвесей методом седиментации
- •11.7.2. Отделение холодных взвесей центрифугированием и фильтрованием
- •11.7.3. Отделение холодных взвесей методом флотации
- •Список литературы
- •Содержание
- •Химия и технология пивного сусла
Краткая характеристика хмелевых продуктов
Хмелевые продукты |
Характеристика |
Гранулы типа 90 |
Содержат все компоненты хмеля |
Гранулы типа 45 |
Обогащены α-кислотами (содержание α = 6…18 %). Пониженное содержание полифенолов, нитратов, тяжелых металлов и т. п. |
Экстракт СО2 |
Содержит 30…50 % α-кислот. Отсутствуют дубильные вещества, воск, хлорофилл, нитраты; практически отсутствуют тяжелые металлы |
3.3. Режимы охмеления сусла
Важной технологической операцией при производстве пивного сусла является кипячение сусла с хмелем, так как только в этом случае горькие вещества изомеризуются и переходят в сусло. Так, в сусло переходят α-кислоты в виде изо-α-кислот.
Извлечение горьких веществ хмеля зависит:
– от типа пива;
– от используемого препарата хмеля;
– от режима и дозы внесения хмелевых препаратов;
– от длительности процесса кипячения сусла с хмелем.
Стабильность вкуса зависит от режима охмеления, сорта хмеля и вида хмелепродуктов.
Наряду с многочисленными режимами, существуют следующие (основные) режимы охмеления:
1-й режим – единовременная задача в начале процесса кипячения сусла с хмелем (100 %);
2-й режим – задача хмеля в два приема (80 и 20 %).
3-й режим – задача хмеля в три приема (60, 20 и 20 %.)
Наиболее приемлемым способом является внесение хмеля в три приема, причем соотношение между порциями могут быть изменены: 25/50/25 % или 80/15/5 %.
Ароматический хмель рекомендуют вносить за 5…10 мин до окончания варки, доза ароматического хмеля составляет 5…25 % от общего количества α-кислот.
Норма внесения хмеля определяется:
– величиной горьких веществ в хмеле;
– сортом хмеля и пива;
– величиной потерь по жидкой фазе, установленной на предприятии.
В табл. 3.5 приведены нормы содержания горьких веществ в пиве различных типов.
Таблица 3.5
Нормы содержания горьких веществ в различных типах пива согласно рекомендациям евс при использовании горьких веществ 28 %*
Тип пива |
Содержание горьких веществ в пиве, мг/дм3 (ед. ЕВС**) |
Содержание горьких веществ в сусле, мг/дм3 (ед. ЕВС) |
Светлое |
18…24 |
64…86 |
Экспортное |
22…30 |
78…107 |
Мартовское |
20…24 |
71…86 |
Пильзенское |
28…45 |
100…161 |
Пшеничное |
16…20 |
57…71 |
___________________
*В среднем считается, что в готовом пиве остается 28 % горьких веществ от изначальных 100 %, содержащихся в задаваемых хмелепродуктах в варочном отделении;
**1 ед. ЕВС равна 1 мг изо-α-кислоты в 1 дм3 пива.
Примеры режимов охмеления сусла (Чехия):
Режим 1. Общий расход α-кислот составляет 0,8…1,2 г/дал сусла (1дал = 10 л). Хмелевые экстракты вносят в начале кипячения сусла. Их расход составляет 50…60 % от общего расхода α-кислот на охмеление сусла. Через 40 мин после начала кипения добавляют 20…25 % α-кислот, для чего используют шишковый хмель или гранулы типа 90 или типа 45; за 20 мин до окончания кипячения вносят оставшееся количество α-кислот в виде шишек или гранул ароматического хмеля.
Режим 2. Общий расход α-кислот составляет 0,8 г/дал сусла. Для охмеления используют гранулы типа 45 или типа 90 сорта хмеля Zatec-Saaz. Через 10 мин после начала кипячения сусла вносят 25 % α-кислот в виде гранул типа 45 или типа 90 (того же сорта хмеля), через 60 мин добавляют 50 % α-кислот и за 10 мин до окончания кипячения – оставшиеся 25 % (в виде экстракта). Горечь пива составляет 19 ед. ЕВС.
Режим 3. Расход α-кислот составляет 1 г/дал. Через 10 мин после начала кипения сусла добавляют СО2-экстракт Hallertauer Magnum (α = 54,3 %); через 60 мин вносят 40 % α-кислот с гранулами типа 45 (90) хмеля сорта Premiant (α = 8,8 %); в конце кипения добавляют 20 % гранул типа 45 (90) сорта Zatec-Saaz. Ароматный хмель может также вноситься по другим режимам (табл. 3.6), при этом несколько изменяются горечь пива и его органолептические свойства.
Таблица 3.6