![](/user_photo/63331_j5s79.jpg)
- •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
11.7. Отделение холодных взвесей сусла
Холодными взвесями сусла называются выделения, возникающие при охлаждении горячего сусла ниже 75…70 °С. Состав холодных взвесей приведен в табл. 11.2. Быстрое охлаждение сусла и стремительное движение при этом способствуют флокуляции, т. е. склеиванию отдельных частиц в более крупные комки, холодных взвесей сусла, который в случае их оставления в сусле может принести такие же проблемы, как и горячие взвеси сусла. Медленное формирование холодных взвесей может вызвать медленное осветление и плохую фильтруемость пива.
Таблица 11.2
Состав холодного труба
Составляющая труба |
Содержание, % |
Белок |
48…57 |
Дубильные вещества |
11…26 |
Углеводы |
20…36 |
Чем сильнее охлаждение, тем больше выпадает холодного труба (табл. 11.3). Отмечается особо сильное выпадение холодного труба в температурной области ниже 30 °С.
Холодный труб является, прежде всего, мелкодисперсным, поэтому его труднее удалить из сусла, чем горячий труб.
Таблица 11.3
Температурная зависимость выделяемого холодного труба
Температура сусла, °С
|
Количество холодного труба, г/гл |
Количество холодного труба, % от общего количества холодного труба |
80 |
1,5 |
6,8 |
60 |
2,4 |
10,6 |
40 |
4,2 |
18,7 |
30 |
6,5 |
28,5 |
20 |
13,1 |
58,0 |
10 |
19,3 |
85,3 |
5 |
21,5 |
95,1 |
0 |
22,6 |
100,0 |
11.7.1. Отделение холодных взвесей методом седиментации
Методом седиментации в открытых чанах со слоем сусла примерно 1 м в высоту можно в течение 12…16 ч выделить 50 % холодного труба. Добавление кизельгура ускоряет осаждение.
При отстаивании с дрожжами следует обращать внимание на то, чтобы брожение еще не началось и осевшие частички снова не оказались во взвешенном состоянии. Поэтому перекачивают самое позднее через 12 ч, при этом достигают степень выделения холодного труба 30 %.
11.7.2. Отделение холодных взвесей центрифугированием и фильтрованием
Путем центрифугирования и фильтрования можно установить определенное содержание холодного труба. Сепараторы позволяют отделить 30…70 % холодного труба в зависимости от способа про-изводства.
Кизельгуровые фильтры для сусла удаляют 75…85 % холодного труба, а при температуре 0…1 °С – до 95 % холодного труба. Расход кизельгура лежит в пределах 50…100 г/гл. Через смешение фильтрованных и нефильтрованных партий сусла можно устанавливать и поддерживать желаемое содержание холодного труба.
11.7.3. Отделение холодных взвесей методом флотации
Под флотацией понимают отделение частичек от суспензии посредством тонкодиспергированных (тончайше распыленных) пузырьков воздуха, т. е. частички налипают на пузырьки воздуха и вместе сними поднимаются на поверхность.
Сусло, выходящее из теплообменника, аэрируется посредством вышеуказанных аппаратов. Затем смесь попадает во флотационный танк. Мелкие частички прилипают на поднимающиеся вверх пузырьки воздуха и удаляются таким образом из жидкости (образуется «шапка», которая удаляется после раскачивания пива).
Процесс выделения в первую очередь зависит не от распределения частичек взвесей холодного сусла и пузырьков воздуха по величине, а от адгезионной способности (способности к налипанию). Частичка взвеси выделяется только тогда, когда она встречается с пузырьком воздуха и остается прилипшей к нему на пути к пенной шапке. При флотационном методе работают с избытком воздуха (20…60 л воздуха/гл сусла) и достигают степень выделения 50…65 %. Флотация может проводиться с дрожжами и без них.
Высота сусла в флотационной емкости может достигать 4 м; если приливается вторая варка, то на практике достигают высоты 6…7 м. Самое благоприятное время выдержки 6…8 ч. Тогда можно не опасаться обрушивания пенной шапки, и ее спад происходит в допустимых пределах. При последующей смене сосудов шапка остается на дне флотационного танка.
Преимуществом может являться аэрирование сусла при перекачивании еще раз (дополнительное аэрирование). Второе аэрирование в итоге всегда дает интенсивное главное брожение и дображивание.
Другое преимущество флотации, особенно для заводов с закрытыми бродильными сосудами, заключается в том, что происходит выделение неизомеризованных α-кислот в шапку труба. Неизомеризованные кислоты не нужны для горечи. Благодаря этому считается, что «флотационное пиво» предпочтительнее по вкусу.