- •Теоретические основы сортирования зерна ячменя.
- •Ведение дображивания.
- •Ведение главного брожения в пивоварении.
- •Конструкция устройств для замачивания.
- •Требования к качеству хмеля и хмелепродуктов.
- •Сушка зерна.
- •Ведение процесса замачивания зерна.
- •Режимы хранения зерновых масс.
- •Способы подготовки воды технологического назначения (коагуляция, реагентные методы, ионообмен, электродиализ, магнитная обработка, обеззараживание).
- •Хмель как сырье для пивоварения.
- •Строение зерновок, использование составных частей зерновки в пивоварении.
- •Методы обеззараживания и очистки сточных вод.
- •Хранение хмеля.
- •Требования к качеству воды в различных бродильных производствах.
- •Основные факторы, влияющие на проращивание зерна.
- •Требования к качеству заготовляемого зерна пивоваренного ячменя, базисные и ограничительные нормы.
- •Предварительная очистка зерна (аспиратор, магнитные аппараты).
- •Послеуборочное дозревание зерна.
- •Характеристика природных вод как основного сырья бродильных производств.
- •Очистка и дробление солода и зернопродуктов.
- •Способы хранения зерновых масс, типы зернохранилищ, условия хранения зерна.
- •Брожение как основной процесс в технологии отрасли: типы брожения, микроорганизмы и соответствующие им группы производств, экзо- и эндоферменты.
- •Показатели качества воды производственного назначения (жесткость, щелочность, окисляемость, содержание сухого остатка, биологические показатели).
- •Физические свойства зерновой массы (теплопроводность, гигроскопичность, равновесная влажность, термодиффузия, сыпучесть, скважистость).
- •Цель замачивания, химические изменения при замачивании.
- •Устройство сушилок для солода.
- •Оценка качества солода.
- •Транспортирование ячменя и солода при помощи механических транспортных средств (нория, шнековый транспортер, скребковый цепной транспортер, ленточный транспортер), их преимущества и недостатки.
- •Задачи и основные положения сушки солода.
- •Теоретические основы фильтрования затора.
- •Физико-химические процессы при охлаждении и осветлении сусла.
- •Принципы очистки и сортировки зерна. Технологическая схема.
- •Несоложеное сырье бродильных производств.
- •Карбонизация, выдержка и розлив готового пива.
- •Морфологические изменения в зерне при проращивании.
- •Вредители зерна и борьба с ними.
- •Виды помутнения в пиве.
- •Характеристика сточных вод бродильных производств.
- •Критерии выбора сырья для бродильных производств.
- •Микроорганизмы зерновой массы.
- •Системы водоснабжения и водоотведения в бродильных производствах.
- •Стадии и фазы сушки солода.
- •Отходы солодовенного производства и их использование.
- •Самосогревание зерновой массы.
- •Очистка зерна на триере.
- •Ведение затирания.
- •Способы осветления и охлаждения сусла.
- •Технологические предпосылки для измельчения солода и несоложеных зернопродуктов.
- •Фильтрование затора на фильтр-прессе.
- •Качество свежепроросшего солода.
- •Отходы пивоваренного производства и их использование.
- •Требования к качеству зерна ячменя, поставляемого для пивоварения.
- •Проращивание в ящичных солодовнях.
- •Биохимические изменения при проращивании, дыхание зерна.
- •Обработка солода после сушки и его хранение.
- •Физико-химические процессы при кипячении сусла с хмелем.
- •Факторы, влияющие на процесс водопоглощения при замачивании зерна (температура, размеры зерна, состав замочной воды, сорт ячменя).
- •Активация ферментов при проращивании зерна.
- •Очистка зерна на камнеотборнике и обоечной машине.
- •Способы замачивания зерна.
- •Мероприятия по охране водоемов пресной воды от загрязнения, бпк и хпк как показатели загрязненности.
- •Факторы, влияющие на скорость сушки и качество солода.
- •Солодовня с передвижной грядкой.
- •Краткий обзор зернового сырья.
- •Теоретические основы замачивания.
- •Способы повышения стойкости пива.
- •Осветление пива (фильтрование, сепарирование).
- •Основные показатели качества пива.
- •Оценка качества помола солода.
- •Производство специальных солодов.
- •Процессы при брожении пивного сусла.
- •Ведение кипячения и охмеления сусла.
- •Биохимические изменения при сушке солода.
- •Процессы при дображивании и созревании пива.
- •Биохимические процессы при затирании.
- •Виды зерновых культур, использующиеся в бродильных производствах
- •Транспортирование ячменя и солода при помощи пневматических транспортных средств (всасывающая установка, нагнетательная установка), их преимущества и недостатки.
- •Дыхание зерна.
- •Фильтрование затора с использованием намывного слоя.
- •Свободная и связанная влага в зерне, понятие критической влажности, категории зерна по влажности.
- •Подготовка сырья для производства этилового спирта к развариванию и способы извлечения крахмала.
- •Потери при производстве спирта.
- •Физические и химические изменения при разваривании.
- •Осахаривание разваренной массы в спиртовом производстве (ферментативный гидролиз).
- •Основные условия осахаривания разваренной массы в производстве спирта.
- •Технологические показатели качества сусла в спиртовом производстве.
- •Факторы, влияющие на жизнедеятельность дрожжей в спиртовом производстве.
- •Культивирование производственных дрожжей в спиртовом производстве.
- •Сбраживание сусла при производстве спирта.
- •Технологические показатели зрелой бражки.
- •Теоретические основы разделения смеси этиловый спирт – вода, а также многокомпонентных смесей.
- •Технология спирта-сырца.
- •Технология ректификованного спирта из спирта-сырца.
- •Технология ректификованного спирта из зрелой бражки.
- •Побочные продукты ректификации в спиртовом производстве.
- •Приготовление питательной среды для производства хлебопекарных дрожжей.
- •Влияние условий выращивания хлебопекарных дрожжей и накопление их биомассы.
- •Выращивание посевных и товарных хлебопекарных дрожжей.
- •Отбор и выделение хлебопекарных дрожжей из жидкой среды.
- •Формование и хранение хлебопекарных дрожжей, сушка дрожжей.
Физико-химические процессы при охлаждении и осветлении сусла.
Целью охлаждения и осветления сусла является понижение температуры, насыщение сусла кислородом воздуха и осаждение взвешенных веществ сусла.
Понижение температуры сусла. Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения. В зависимости от вида и способа брожения начальная температура низового брожения по классической технологии составляет 5 – 7 0С, ускоренного брожения в ЦКТ 9 0С, верхового брожения 14 – 16 0С.
Обычно сусло охлаждают в две стадии. На первой стадии сусло медленно (около 2 часов) охлаждают до 60 – 70 0С в отстойном чане и несколько быстрее в гидроциклоне (20 – 40 минут, температура на выходе из гидроциклона около 90 0С). На второй стадии (от 60 – 70 0С до 5 – 9 0С) сусло охлаждают быстро, как правило, с использованием пластинчатых теплообменников.
Растворение кислорода воздуха в сусле. Поглощение кислорода суслом происходит в ходе всего процесса охлаждения, причем идет химическое и физическое связывание кислорода суслом.
Кислород растворяется в горячем сусле в очень небольшом количестве, так как при высоких температурах он слабо растворим, но по мере охлаждения этот процесс усиливается.
При высоких температурах (свыше 400С) происходит химическое связывание. Кислород воздуха, поглощенный горячим суслом, быстро исчезает, он затрачивается на окисление органических веществ сусла, что выражается в потемнении сусла и резком снижении хмелевого аромата и хмелевой горечи.
При температурах от 40 до 850С кислород воздуха химически взаимодействует с сахарами, азотистыми и горькими веществами, хмелевыми смолами, полифенолами сусла и окисляет их. Например, при окислении глюкозы образуется глюконовая кислота, фруктозы — муравьиная, щавелевая и винная кислоты.
Из указанных веществ в потемнении сусла участвует фруктоза, которая при окислении может карамелизоваться, а также дубильные вещества, которые окисляются в флобафены.
Окислительные процессы отрицательно влияют на качество сусла и пива, но вместе с тем они необходимы для образования стойких коллоидных комплексов, постепенно укрупняющихся до взвешенных частиц. Поэтому контакт сусла с воздухом обязателен на этой стадии. Процесс окисления отдельных компонентов сусла выражается в увеличении окислительно-восстановительного потенциала и зависит от рН сусла. При обычном рН сусла скорость окисления отдельных веществ возрастает в ряду: сахароза, мальтоза, глюкоза, фруктоза, хмелевые смолы, дубильные вещества. Сдвиг рН сусла в сторону щелочной области в большей степени влияет на окисление полифенолов, чем других веществ.
Движение сусла также способствует связыванию кислорода, а тонкий слой окисляется легче, чем тонкий.
При температуре ниже 40°С окисления компонентов сусла не происходит, но сусло продолжает насыщаться кислородом путем его физического растворения. Этот кислород содержится в сусле в свободном виде и затем расходуется при сбраживании на размножение пивных дрожжей. Наиболее благоприятными условиями физического связывания кислорода являются низкая температура, тонкий слой сусла, его перемещение и низкая концентрация сусла. Содержание кислорода в сусле должно составлять не менее 6 – 7 мг/дм3.
Сусло может получать кислород различными способами. Например, при продувании его стерильным воздухом через барбатеры при охлаждении сусла в отстойном чане. Применяют также чаны предварительного брожения, где сусло получает необходимое количество кислорода при продувании слоя сусла стерильным воздухом. Количество физически связанного кислорода увеличивается в сусле по пути его в бродильное отделение, в результате смешивания его с воздухом, находящимся в трубах и бродильных емкостях. Дополнительно в трубопроводы могут вмонтироваться аэраторы, которые дозируют тонкораспыленный стерильный воздух в сусло, протекающее по трубопроводу.
Выделение взвесей. Весьма важным для технологии пива процессом является выделение взвесей из охлажденного сусла.
Муть в сусле находится в виде дисперсных систем, частицы разделяются на три группы: аналитические (с размером частиц около 1 нм), коллоидные (размер частиц – от 1 до 103 нм) и грубые (10 и более нм). Выпадение частиц мути при охлаждении сусла подчиняется общим законам осаждения. Медленное и непрерывное осаждение частицы, взвешенной в неподвижной жидкости, происходит под действием силы тяжести. Сопротивление жидкости, препятствующее падению частицы, зависит от радиуса частицы, плотности и вязкости сусла.
На коллоидные частицы сила тяжести практически не воздействует из-за небольшой величины и близости их плотности к плотности сусла и пива. Осаждению коллоидных частиц препятствует также сила диффузии (непрерывное перемешивание в результате броуновского движения) и электрические силы отталкивания. Поэтому осветление сусла является длительным процессом. Оно происходит отдельными, последовательными этапами, соответствующими каждому типу коллоидных частиц и каждой серии размеров частиц.
С уменьшением диаметра частиц осветление сусла происходит труднее. Это объясняется тем, что сила тяжести, направленная вниз, ослабевает быстрее, чем сопротивление жидкости частицам мути. Но они могут увлекаться более крупными или более плотными частицами сусла, которые притягивают к себе мелкие.
Горячее сусло содержит грубые (или крупные) взвеси и мелкие (или тонкие взвеси), образовавшиеся на стадии кипячения сусла с хмелем. Осаждаясь на дрожжах, они могут отрицательно повлиять на жизнедеятельность дрожжей и тем самым на ход сбраживания сусла, а также на коллоидную стойкость готового пива.
Грубые взвеси выделяются в виде крупных хлопьев, легко осаждаются, образуя осадок взвесей горячего сусла. Этот осадок легко удаляется, часть его задерживается уже в хмелеотделителе. На этом осадке адсорбируются тяжелые металлы, предохраняя тем самым дрожжи и пиво от их вредного воздействия.
Размер грубых взвесей в среднем составляет 30 - 80 мкм. Процентный состав осадка: 50 - 60% белковых веществ, 20 - 30% полифенолов, 15 - 20% горьких хмелевых смол, 2 - 3% минеральных веществ (алюминий, железо, медь).
Количество взвесей горячего сусла колеблется от 30 до 60 г на 100 дм3 сусла и зависит от содержания белков в затираемом зерне, способа затирания, количества экстрактивных веществ в сусле, нормы, качества и вида вносимого хмеля, продолжительности и интенсивности кипячения затора и сусла.
Тонкая взвесь начинает образовываться и выделяться из сусла при температуре ниже 60 °С. Размеры частиц тонкой взвеси составляют 0,5 - 1,0 мкм. Кроме размера частиц тонкую взвесь отличает от грубой обратимый характер. Хотя масса тонкого осадка составляет 0,04 - 0,05 % от массы экстракта сусла, его наличие влияет на сбраживание сусла и качество пива в гораздо большей степени.
Тонкие взвеси пленкой покрывают поверхность дрожжевых клеток и ограничивают их физиологические функции, нарушая проницаемость клеток, затрудняя диффузию сахаров в клетку и их сбраживание. Они придают пиву терпко-горький вкус и снижают его стойкость к коллоидному помутнению, что определяется его составом - тонкий осадок состоит на 35 % из полифенолов и на 65 % из остатков β-глобулина, глютелина, гордеина. Эти комплексы теряют свою растворимость в сусле с понижением температуры.
В настоящее время заслуживает внимание, применение низких температур при отделении как грубого, так и тонкого осадков. Сусло, поступающее из отстойного чана или гидроциклона, подвергают охлаждению до минус 1 0С и после 48 часовой выдержки при этой температуре его подвергают фильтрации на фильтр-прессе. Сусло получается прозрачным, лишенным основного количества мутеобразующих веществ, в частности, количество коагулируемого азота снижалось на 34%, дубильных и красящих веществ – на 14%. Такая обработка оказывает положительное влияние на последующие этапы производства – брожение, дображивание, и прежде всего, улучшает коллоидную стойкость готового пива.