книги из ГПНТБ / Чукмасова, М. А. Технология и оборудование пивоваренного производства учеб. пособие

лый кальций СаНР04 и Са3(Р 0 4) 2 нерастворимы и выпадают в осадок, сусло нейтрализуется, затор подкисляется.

Применение ферментных препаратов при использовании по­ вышенного количества несоложеного материала. В нормальном пивоваренном солоде содержится значительное количество фер­ ментов, которых более чем достаточно для перевода нераствори­ мых веществ в растворимые. При переработке солода с добавле­ нием повышенного количества несоложеного сырья ферментов солода недостаточно и необходимо добавлять ферментные пре­ параты: Амилоризин Пх, Амилосубтилин ГЮх и Цитороземин

Пх.

П р и м е н е н и е ф е р м е н т н о г о п р е п а р а т а А м и л о ­ р и з и н а Пх. В УкрНИИППе (Е. Я. Калашников и Д. Б. Лифшиц) разработана технологическая схема получения ферментного препарата Амилоризин Пх из плесневого гриба аспергиллюс оризе, а также режим затирания солода с повышенным количеством несоложеного ячменя, обеспечивающий нормальное протекание процесса приготовления сусла.

Ферментный препарат из гриба аспергиллюс оризе активнее солода по осахаривающей способности в 3—4 раза, по разжи­ жающей— в 8—10, по декстринирующей — в 10—20 и по протео­ литической в ■— 15—20 раз.

Получение ферментного препарата в промышленных масшта­ бах позволило вырабатывать Жигулевское пиво с применением увеличенного до 50% количества несоложеных материалов. Ка­ чество полученного готового пива хорошее. Изменение техноло­ гического режима при производстве Жигулевского пива с заме­ ной солода несоложеным ячменем и применением ферментного препарата касается только стадии затирания, а в остальном тех­ нологический процесс не изменяется.

Практика работы крупных пивоваренных заводов Украины показала, что при замене до 50% солода несоложеным сырьем и применении ферментного препарата при правильном ведении технологического процесса качество пива не ухудшается и дает определенный экономический эффект — экономию ячменя и пр.

Солод для этих целей должен соответствовать МРТУ- 18/199—67 «Солод пивоваренный ячменный». В качестве несоло­ женого сырья используют ячмень и обезжиренную кукурузную крупу (мука крупного помола). Количество ее для этой цели не должно превышать 30%, а остальные 10—20% следует воспол­ нять ячменем, чтобы не изменить вкусовых качеств пива.

Ферментный препарат Амилоризин Пх должен отвечать тре­ бованиям ОСТ 59-6—72 (вместо РТУ УССР—45—58).

Для успешного проведения процесса приготовления сусла при переработке повышенного количества несоложеного сырья необходим правильно раздробленный ячмень. От этого зависит выход экстракта, продолжительность осахаривания, фильтрации и другие стадии затирания. Ни в коем случае нельзя допускать

100

(рис. 21).

Взаиморасположение тупых и острых рифлей на вращающих­ ся с разной частотой вальцах влияет на характер помола. Наи­ более благоприятным является вариант «спинка к спинке», при котором создаются более мягкие условия для измельчения ячме­ ня с минимальным разрушением оболочек. Степень помола регу­ лируется скоростью подачи зерна и изменением зазора между вальцами. При переработке повышенного количества несоложе­ ных материалов желательно, чтобы заторный котел и заторный чан были одинаковы по объему, в противном случае заторный чан должен обогреваться.

Затирание солода с повышенным количеством несоложено­ го сырья и ферментным препаратом можно проводить нескольки­ ми способами, проверенными на пивоваренных заводах УССР. Ниже описан один из наиболее распространенных способов.

Затирание с раздельной подготовкой несоложеного сырья проводят в две стадии.

Первая стадия — подготовка несоложеного сырья — заклю­ чается в разваривании дробленого ячменя и клейстеризации в нем крахмала, облегчающей в дальнейшем осахаривание зато­ ра. Эту операцию удобнее проводить в заторном котле.

Все несоложеное сырье, 'Д часть всего количества фермент­ ного препарата и 10% солода от общего количества затирают в

101

заторном котле с четырехкратным количеством воды температу­ рой 42—45°С при работающей мешалке. По окончании затира­ ния в заторный чан задают около 0,20/о молочной кислоты (в пе­ ресчете на 100%-ную) от массы затертых зерноприпасов для до­ ведения pH затора до 5,5—5,7. Ферментный препарат задают перед засыпкой ячменя.

В зависимости от условий варочного цеха затирание может быть начато и в заторном чане, после чего затор сразу спускают в заторный котел. В этом случае время спуска в заторный котел считают, как выдержку при 40° С. Мешалка работает до оконча­ ния всех операций первой стадии.

Затор выдерживают при температуре 40—43° С в течение 15 мин, затем температуру повышают до 52° С, затор выдержи­ вают при этой температуре в течение 20 мин, после чего темпера­ туру повышают до 70°С.

После выдержки в течение 15 мин при 70° С затор доводят до кипения и интенсивно кипятят 30 мин. На этом заканчивается первая стадия.

За 1—2 ч до окончания первой стадии в заторном чане зати­ рают остальное количество солода и ферментного препарата при 50° С с четырехкратным количеством воды при непрерывно рабо­ тающей мешалке. По окончании кипячения затор из несоложе­ ного сырья соединяют с солодовым, окончательная температура объединенного затора должна быть 62—63° С. По окончании пе­ рекачки весь затор спускают в заторный котел и начинают вто­ рую стадию.

Затирание ведут с одной отваркой и с кипячением густой час­ ти затора. Если заторный котел не вмещает всего затора, а за­ торный чан не обогревается, затирание следует проводить двухотварочным способом.

В этом случае после соединения обеих частей затора и двад­ цатиминутной выдержки при 62—63° С на первую отварку нужно брать 7з затора, в объединенном заторе после первой отварки при температуре 71—72°С произвести полное осахаривание, на

75—76° С.

Все дальнейшие операции — фильтрацию, кипячение и охлаж­ дение сусла — ведут обычным путем.

Дозировку ферментного препарата Амилоризина Пх про­ изводят из расчета 10/о препарата от всей массы перерабатывае­ мого сырья (солод и несоложеное сырье) при осахаривающей способности (ОС) препарата, равной 100 ед. При большей актив­ ности дозу препарата соответственно уменьшают. Осахариваюшая способность 100 г ферментного препарата в амилазных еди­ ницах колеблется от 80 до 130. Дозировка ферментного препара­ та и молочной кислоты зависят от соотношения соложеного и несоложеного сырья.

102

При содержании 30% несоложеного сырья доза ферментного препарата составляет 0,4—0,6%) от массы перерабатываемого сырья при ОС, равной 100 ед.; молочной кислоты 0,1—0,12% от массы перерабатываемого сырья в пересчете на 100%-ную мо­ лочную кислоту, при содержании 40% несоложеного сырья соот­ ветственно 0,6—0,8 и 0,12—0,15%.

П р и м е н е н и е ф е р м е н т н о г о п р е п а р а т а А м и л о - с у б т и л и н а Г10х. Ферментный препарат Амилосубтилин ГЮх (ТУ-59-29—70), полученный из специального штамма бак­ терий Вас. subtilis, содержит а-амилазу, (3-глюконазу и неко­ торые другие ферменты. По внешнему виду он представляет со­ бой мелкий светло-серый или светло-бежевый порошок.

Амилосубтилин ГЮх применяется при производстве Жигу­ левского пива с использованием повышенного количества несо­ ложеного ячменя (30—40%), а также при меньшем количестве несоложеного ячменя или даже в заторах из одного солода — для улучшения осахаривания. Инструкция по применению Амилосубтилина ГЮх разработна во ВНИИПБПе.

Используемый при этом солод должен отвечать требованиям МРТУ-18/199-67. Оптимальная доза препарата зависит от коли­ чества используемого несоложеного ячменя. Рекомендуемые до­ зировки приведены в табл. 26.

навеску препарата размешивают в произвольном объеме холод­ ной водопроводной воды и вносят в затор в начале затирания несоложеного ячменя.

Учитывая различие во влажности и экстрактивности между ячменем и солодом, ячменную муку следует брать в количестве, несколько превышающем количество заменяемого солода (вмес­ то 100 кг солода засыпать 113—115 кг ячменя).

ВНИИПБП на основании проведенных исследований и опыта работы ряда заводов рекомендует следующий технологический режим приготовления жигулевского сусла с применением Амилосубтилина ГЮх.

Затирание с предварительной подготовкой несоложеного сырья при одноотварочном способе производят следующим обра­ зом. В заторный чан (с обогревом) или заторный котел набира­

103

ют четырехкратное к массе затираемых зерноприпасов количе­ ство воды температурой 47° С (или разбавленные промывные воды от предыдущего затора), при работающей мешалке засы­ пают 10—20% солода и всю ячменную муку. Требуемое количе­ ство Амилосубтилина ГЮх размешивают в воде в отдельной ем­ кости и вносят в затираемую массу. Затор перекачивают в отварочный котел, где выдерживают по 30 мин при температурах 45, 63 и 70° С (пауза при 45° С считается от момента добавления препарата). После паузы при 70°С затор нагревают до кипения и кипятят не более 15 мин. Во время нагрева и пауз затор непре­ рывно перемешивается.

Перед началом нагрева отварки на кипение в заторном чане (или котле) затирают оставшуюся солодовую часть зерноприпа­ сов. Температура воды 47—53°С. По окончании кипячения пер­ вой отварки ее медленно перекачивают в заторный чан (или ко­ тел), смешивая с солодовым затором так, чтобы температура объединенного затора была 63° С. При этой температуре выдер­ живают 30—40 мин, нагревают до 70—72° С, выдерживают до полного осахаривания, нагревают до 75—76° С и перекачивают в фильтр-чан.

При приготовлении сусла с двумя отварками несоложеное сырье обрабатывается по той же схеме, учитывая режим двухотварочного затирания.

Применение Амилосубтилина ГЮх устраняет технологиче­ ские затруднения, возможные при переработке повышенного ко­ личества несоложеного ячменя, позволяет экономить дорогосто­ ящий дефицитный солод и дает значительный экономический эф­ фект в результате снижения себестоимости пива. Препарат вы­ рабатывается на заводе в г. Вильнюсе.

П р и м е н е н и е ц и т о л и т и ч е с ко г о ф е р м е н т н о г о п р е п а р а т а . Несоложеное сырье отличается от сухого солода наличием неразрушенных клеточных стенок эндосперма, на ко­ торые амилолитические и протеолитические ферменты не дей­ ствуют.

Клеточные стенки эндосперма зерна разрушаются фермента­ ми, входящими в состав цитазы.

При использовании повышенного количества несоложеных материалов с солодом или с применением ферментного препара­ та Амилоризина Пх рекомендуется добавлять цитолитические ферменты.

И. Я. Веселов предложил для обработки несоложеных мате­ риалов применять препарат Цитороземин Пх из гриба трихотециум розеум, в котором находится группа цитолитических фер­ ментов.

Под действием этого препарата клеточные стенки эндосперма разрушаются, освобождаются крахмальные зерна, которые за­ тем легче осахариваются.

На многих пивоваренных заводах проверили, что добавление

104

препарата Амилоризина Пх в количестве 0,6—0,8% к перераба­ тываемому сырью улучшает разжижение и осахаривание затора, а также фильтрацию сусла.

При Львовском и Батумском пивоваренных заводах имеются цехи по выработке препарата Амилоризина Пх.

Фильтрация затора

Осахаренный затор состоит из сладкого пивного сусла (жид­ кой фазы) и дробины (твердой фазы).

В пивном сусле содержатся сахара, декстрины, продукты рас­ пада белков, минеральные и другие экстрактивные вещества, а в дробине — крупные и мелкие части мякинной оболочки, мелкие остатки эндосперма и свернувшиеся белки.

Фильтрация затора необходима для того, чтобы отделить сус­ ло от нерастворимых частиц дробины. В дробине содержится около 80% воды со значительным количеством экстракта, кото­ рый необходимо отделить.

Процесс фильтрации состоит из двух фаз: первая — фильтра­ ция первого сусла и вторая — промывание дробины водой. Про­ цесс основан на стенании жидкости по капиллярным ходам дро­ бины, служащей фильтрующим слоем, лежащим на ситчатом дне фильтрационного чана.

Первое сусло и промывные воды должны быть прозрачными, чтобы обеспечить хорошее осветление пива. Пропускная способ­ ность фильтрующего слоя дробины и скорость фильтрации зави­ сят от высоты слоя дробины и степени измельчения зернового сырья.

Условиями быстрой фильтрации являются хорошее растворе­ ние солода, не слишком тонкий помол, равномерное распределе­ ние затора в фильтрационном чане и правильное проведение процесса расщепления белков и осахаривания.

СПОСОБЫ ФИЛЬТРАЦИИ ЗАТОРА

Затор фильтруют в фильтрационном чане через слой дроби­ ны в заторном фильтр-прессе или центрифуге в горячем состоя­ нии при температуре в пределах 75° С. На большинстве пивова­ ренных заводов затор фильтруют в фильтрационных чанах.

Прежде чем перекачивать затор в фильтрационный чан, необ­ ходимо тщательно промыть чан и сита, после этого на дно чана плотно одно к другому уложить сита, не допуская образования щелей.

После укладки сит проверяют плотность закрытия люка для разгрузки дробины, закрывают краны фильтрационной батареи, а разрыхлитель поднимают. В фильтрационный чан под сита пу­ скают горячую воду (75—80° С) для вытеснения воздуха (вода

105

должна чуть покрыть сита) и только после этого начинают пе­ рекачивать затор.

В фильтрационный чан должна поступать однородная масса, и затор должен равномерно распределяться на поверхности сит чана. Поэтому при перекачке затора мешалка в заторном чане должна работать непрерывно. Чтобы сильной струей не сбить от­ дельные сегменты сит, струю затора направляют не на сита, а на специальный распределитель затора или крыло разрыхлителя.

Скорость фильтрации сусла в фильтрационном чане зависит от качества затора, живого сечения сит и высоты слоя дробины, который не должен превышать 30—35 см. Чем лучше растворен солод и лучше сохранена оболочка при дроблении, тем рыхлее лежит слой дробины и быстрее проходит фильтрация. Необходи­ мо следить, чтобы затор не охлаждался ниже 75° С.

После перекачки затора в фильтрационный чан его оставля­ ют в покое на 20—30 мин для правильного расслоения его, затем производят «отбивку» фильтрационных кранов, т. е. краны по одному или попарно открывают полностью, быстро и рывками, и закрывают, создавая при этом вихревые движения жидкости под ситом. Стекающее мутное сусло перекачивают насосом обратно в фильтрационный чан. Эту операцию повторяют до тех пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло. После «отбивки» краны фильтрационной батареи открывают на 'Д оборота и начинают фильтрацию сусла.

При открывании крана больше чем на *Д оборота может про­ изойти засасывание верхнего слоя (теста) дробины, которая, проникая внутрь массы, заполнит капиллярные ходы, и фильтра­ ция прекратится.

Первым суслом называется прозрачное сусло, полученное в начале фильтрации до промывки дробины. Содержание сухих ве­ ществ в сусле для светлых сортов пива должно быть 14—16%, а для темных сортов — 16—18% по сахарометру.

Фильтрация первого сусла продолжается 1—1,5 ч; иногда для ускорения процесса при хорошо проведенном осахаривании пер­ вое сусло стягивают сифоном или специальным декантатором с поверхности затора в сусловарочный котел, но таким образом, чтобы вместе с ним не была затянута дробина.

После фильтрации первого сусла в дробине остается еще 30% сусла; для извлечения его дробину промывают водой, применяя при этом ороситель и разрыхлитель. Ножи разрыхлителя разре­

этого закрывают фильтрационные краны, а снизу через отводные трубки в фильтрационный чан подают воду температурой 75° С. При подаче воды до появления ее над поверхностью дробины ра­ ботает разрыхлитель.

106

При фильтрации необходимо следить за тем, чтобы вода по­ крывала дробину и температура ее была не ниже 75° С.

Дробину промывают непрерывно или с перерывами. В первом случае воду подают равномерно в течение всего времени филь­ трации. Во втором случае воду подают в чан следующим обра­ зом. После фильтрации первого сусла набирают воду температу­ рой 75° С, хорошо размешивают дробину и начинают фильтра­ цию. Когда все сусло сойдет, в чан опять набирают воду, дроби­ ну перемешивают и продолжают фильтрацию. Второе сусло (первая промывная вода) отфильтровывают с дробины досуха и дробину опять заливают водой. Промывку дробины повторяют 2—3 раза. Уровень воды при фильтрации необходимо поддержи­ вать постоянным.

Промывку дробины прекращают при содержании сухих ве­ ществ в промывной воде 0,5%, но если промывные воды можно использовать на затирание следующего затора, промывание дро­ бины прекращают раньше, при содержании сухих веществ в про­ мывных водах около 3%. В этом случае промывные воды соби­ рают в отдельную посуду с подогревом (преимущественно в за­ торный котел) и поддерживают температуру их около 80° С во избежание закисания.

Практически дробину не промывают до минимального содер­ жания экстракта, так как это вызывает большой расход топли­ ва на выпаривание воды при кипячении сусла.

После спуска последней промывной воды дробину из фильт­ рационного чана выгружают в специальный бункер. После это­ го тщательно моют сита и чан, подготовляют его для фильтрации следующего затора. Один раз в месяц сита механически чистят или обрабатывают 10%-ным раствором каустической соды и за­ тем тщательно моют.

ПОТЕРИ И ОТХОДЫ ПРИ ФИЛЬТРАЦИИ ЗАТОРА

Если по окончании фильтрации взять пробу дробины из раз­ ных мест, отжать ее на ручном прессе, профильтровать и изме­ рить содержание сухих веществ жидкости сахарометром, то мож­ но выяснить процент экстракта, остающегося в дробине и назы­ ваемого вымываемым экстрактом. Содержание его не должно превышать 1%. Оставшийся в дробине неосахаренный крахмал (в частицах нерастворенного солода) называется невымываемым экстрактом и его количество может быть определено толь­ ко в лаборатории.

Невымываемый экстракт, остающийся в дробине, составляет большую величину — от 1 до 1,5%. Общее содержание экстракта" (вымываемого и невымываемого) в сырой дробине достигает 1,5—2% от массы сырья, израсходованной на затор. Эта величи­ на и составляет потери при фильтрации затора. Отходом явля­

t07

ется дрсюина, состоящая из шелухи с остатком экстракта из белков и других нерастворившихся веществ солода. Она являет­ ся ценным кормовым средством для животных.

Кипячение сусла с хмелем

Сущность кипячения сусла с хмелем. Отфильтрованное сусло и промывные воды собирают в сусловарочный котел, где их кипя­ тят с хмелем.

С момента, когда поступающее из фильтрационного чана сус­ ло покроет дно сусловарочного котла, и до конца поступления промывных вод температуру жидкости поддерживают 75—78° С. После спуска всех промывных вод проверяют полноту осахари­ вания и начинают кипятить сусло с хмелем. Только при исполь­ зовании очень хорошо растворенных солодов кипячение сусла можно начинать, не дожидаясь окончания сбора промывных вод.

При переработке недостаточно разрыхленного солода, приго­ товленного из ячменя с пониженной прорастаемостыо, возможно неполное осахаривание сусла. В таком случае для обеспечения полноты осахаривания в сусловарочный котел в первое сусло добавляют 0,5% солодовой вытяжки. Отстоявшуюся солодовую вытяжку отбирают в начале затирания от следующего затора, находящегося в заторном чане.

При кипячении с хмелем сусло упаривается до нужной плот­ ности, одновременно происходит его стерилизация, инактивирование ферментов, коагуляция (свертывание) некоторой части растворенных белков, выщелачивание и растворение горьких и ароматических веществ хмеля.

Плотность (содержание сухих веществ) сусла вместе с про­ мывными водами обычно ниже требуемой величины для данно­ го сорта пива, поэтому при кипячении и в результате испарения влаги повышается содержание сухих веществ сусла.

Для дальнейших стадий технологического процесса приго­ товления пива требуется биологическая чистота сусла, от кото­ рой зависит стойкость конечного продукта — пива. Для этой це­ ли достаточна длительность кипячения 20—25 мин, однако на практике кипячение сусла продолжается около 1,5—2 ч. Только длительное кипячение сусла позволяет закрепить нужное соот­ ношение отдельных фракций белковых веществ, получить нор­ мальное свертывание некоторых неустойчивых белковых веществ в крупные хлопья, дальнейшее выпадение их в осадок и осветле­ ние сусла.

На образование хлопьев при свертывании белков и осветле­ нии сусла помимо кипячения значительно влияют дубильные вещества хмеля. Большое количество высокомолекулярных про­ дуктов распада белков в сусле может вызвать в дальнейшем по­ явление мути в готовом пиве и повлиять на его биологическую стойкость.

108

По окончании кипячения сусло должно хорошо осветляться, т. е. свернувшиеся крупными хлопьями белки должны быстро са­ диться на дно пробного стаканчика, а сусло должно быть проз­ рачным.

Хмель задают в сусло в два или три приема, причем послед­ нюю порцию задают незадолго до конца кипячения.

бора первого сусла, 30% — за 1 ч и последние 20% — за 20 мин до конца кипячения.

Количество задаваемого хмеля зависит от изготовляемого сорта пива, качества и способа внесения хмеля. Количество хме­

больше. При охмелении пива, приготовленного на мягкой воде, требуется больший расход хмеля, чем при использовании жест­ кой воды.

Из перешедших в сусло горьких веществ хмеля большое зна­ чение имеет а-кислота, так как она обусловливает горечь пива. На растворение горьких веществ влияет также и концентрация водородных ионов; при щелочной реакции растворимость горь­ ких веществ выше, чем при кислой. В пиве в основном остаются только продукты превращения а-кислоты, обусловливающие горечь пива.

Эфирное масло при длительном кипячении улетучивается. Наиболее полно используется эфирное масло хмеля последней порции, задаваемой в конце кипячения. Оставшееся количество хмелевого масла или продукты его превращения участвуют в соз­ дании аромата пива.

Практика работы московских пивоваренных заводов показы­ вает, что кипятить сусло для сортового пива нужно в течение 30 мин до внесения хмеля в сусловарочный котел.

В сусле имеются дубильные вещества солода и хмеля, кото­ рые, не являясь консервирующими веществами, косвенным обра­ зом повышают коллоидно-белковую стойкость пива вследст­ вие своей способности осаждать некоторые белки. Дубильные вещества хмеля отличаются от дубильных веществ солода боль­ шей растворимостью в воде и способностью осаждать протеины, совершенно не коагулирующие и не осаждаемые дубильными ве­ ществами солода.

Для улучшения вкусовых свойств пива рекомендуется снача­ ла кипятить сусло без хмеля, тогда на белки будут действовать дубильные вещества солода. При добавлении хмеля к суслу, час­ тично освобожденному от белков, оно приобретает сильный хме­

109