Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологическое проектирование производства пива. Учебное пособие
.pdf
71
крупки тонкого помола, но целостность шелухи при этом может
быть нарушена.
Преимущества молотковых дробилок:
– тонкий помол, позволяющий извлечь больше экстрактивных веществ;
– хорошо подходят для дробления зернопродуктов при
условии дальнейшего использования заторного фильтр-пресса.
Недостатки:
– быстрый износ рабочих элементов;
– невозможность использования помола для приготовле-
ния затора при использовании классического фильтр-чана из-за
отсутствия в помоле крупной крупки и шелухи;
– повышенная взрывоопасность;
Преимущества дробилок кондиционированного сухого
дробления:
– оболочки становятся значительно эластичнее и поэтому
лучше сохраняются при дроблении;
– объем оболочек увеличивается на 10…20 %, поэтому
получается более рыхлый фильтрующий слой и достигается повышенная скорость фильтрования затора;
– возрастает выход и конечная степень сбраживания;
– быстрее достигается полнота осахаривания;
– снижается образование пыли.
Недостатки:
– увеличение затрат на приобретение дополнительного
оборудования;
– увеличивается общий объем фильтрующего слоя в
фильтр-чане;
– сохраняется необходимость установки бункера для
дробленых зернопродуктов.
Преимущества дробилки мокрого дробления:
– оболочки сохраняются целыми;
– сердцевина зерна измельчается тоньше и поэтому лучше
используется в процессе экстрагирования;
– сокращается продолжительность дробления;
– начало затирания происходит в дробилке.
72
Недостатки:
– нерастворенные кончики зерен попадают в заторную
емкость вместе с измельченными компонентами, оставаясь при
этом нераздробленными;
– увеличиваются затраты на обслуживание дробилки;
– высокая стоимость;
– возможно дробление солода только очень высокого ка-
чества.
Преимущества дробилок замочного кондиционирования:
– предварительное кондиционирование зерна сохраняет
целостность оболочки;
– начальный этап затирания осуществляется в самой дробилке;
– возможность регулирования скорости вращения вальцов
в зависимости от степени растворения солода;
– высокая производительность (до 250 т/ч);
– возможность мойки и дезинфекции в системе CIP.
Недостатки:
– высокая стоимость;
– высокое энергопотребление;
– поглощение кислорода помолом в процессе дробления.
В последние годы широкое применение находят автоматизированные мельницы для замочного кондиционирования солода. Их преимуществами считаются фактическое начало процесса затирания на стадии увлажнения в шахте кондиционирования, сохранение целостности оболочки зерна и отсутствие соприкосновения дробленого солода с воздухом, полная автоматизация
процесса. В 2-3 раза сокращается продолжительность дробления
единовременной засыпи, исключается пылеобразование при
дроблении, отпадает необходимость в некоторых видах вспомогательного оборудования (бункере для дробленого солода, конвейере для его транспортировки и др.), высокий уровень санитарии за счет использования системы СIP. При использовании дробилок замочного кондиционирования на 25 - 30 % увеличивается
оборачиваемость варочных агрегатов за счет сокращения длительности затирания и фильтрования заторов. Потери массовой
доли сухих веществ снижаются на 0,8 - 1,0 % вследствие исклю-
73
чения распыления муки и лучшего доступа ферментов к кончикам зерен, которые после увлажнения разминаются на вальцах.
Одновременно снижается содержание полифенольных веществ
на 25-30 % в результате сохранения целой оболочки и сокращения длительности процесса фильтрования и выщелачивания дробины при промывке.
Для размола красящих солодов используют вальцевые
станки или молотковые дробилки, которые имеют большую производительность и мелкий помол. Так как при дроблении ячменя
и специальных солодов нет необходимости в очень точном регулировании состава помола, то для дробления этих зернопродуктов часто применяют наименее энергоемкую и простую в обслуживании четырехвальцовую дробилку сухого помола, обеспечивающую, тем не менее, достаточно хороший состав помола.
2.5.3. Варочный цех
Для приготовления пивного сусла можно использовать
настойный или отварочный способы затирания. Настойный способ затирания прост в исполнении, наименее энергоемкий, необходима одна обогреваемая емкость; поглощение воздуха минимально; способ полностью автоматизирован, однако дает хорошие результаты только при использовании солодов высокого
качества.
Затирание с одной, двумя и тремя отварками наиболее час-
то применяется при переработке некачественного сырья или
большого количества несоложеных материалов, что в свою очередь уменьшает себестоимость продукции и изменение вкусовых
обобенностей пива. Данный способ затирания позволяет увеличить выход экстракта за счет повышенной степени клейстеризации и разжижения крахмала; способствует более интенсивному
испарению диметилсульфида. Недостатками отварочного способа
является более сильное выщелачивание веществ, содержащихся в
оболочках, повышенное образование меланоидинов при приготовлении светлых сортов пива; уменьшение содержания ферментов в объединенном заторе; меньшее расщепление белков кипя-
74
щей части затора из-за быстрого нагревания. Затраты энергии при
отварочном способе на 20 % больше по сравнению с настойным.
В настоящее время для приготовления пивного сусла используются как отечественные варочные агрегаты, обладающие относительной простотой конструкции и низким энергопотреблением,
так и полностью автоматизированное варочное оборудование таких зарубежных фирм, как «ZIEMANN», «HUPPMAN»,
«BRIG GS», «ST EINE CKE R» и других, обеспечивающие до 1 0-12
варок в сутки. Заторные аппараты современной конструкции
имеют усовершенствованную систему обогрева, за счет которой
обеспечивается равномерное нагревание затора и исключается
пригорание при кипячении отварки; мешалка новой конструкции
позволяет эффективно перемешивать затор и щадящим образом
воздействовать на его белковый состав; за счет подачи затора
снизу уменьшается его контакт с кислородом.
Отделить сусло от дробины можно с помощью фильтрационного аппарата или фильтр-пресса. Фильтрование затора в
фильтр-прессе позволяет повысить выход экстракта на 1 % по
сравнению с фильтрованием в фильтрационном аппарате вследствие возможности использования более мелкого помола зернопродуктов, также можно использовать повышенное количество
несоложеных материалов, применение которых замедляет фильтрование в фильтрационном аппарате. Фильтрующая поверхность
фильтр-пресса во много раз больше, чем в фильтрационном аппарате, но скорость фильтрования на единицу фильтрующей поверхности меньше. При использовании фильтр-прессов отсутствует первое мутное сусло, минимальное поглощение затором кислорода; отпадает необходимость сохранять оболочки целыми
при дроблении. Фильтр-прессы более дорогие, они предназначены для переработки затора одного объема, что не достигается для
разных сортов пива. К недостаткам фильтр-пресса относится и
возможное прекращение процесса фильтрования из-за забивания
фильтрующей ткани коллоидными частицами.
Фильтр-чан современной конструкции позволяет осуществлять до 12 варок в сутки, полностью автоматизироватьпроцесс
75
фильтрования. Он имеет низкие эксплуатационные расходы; подача затора осуществляется снизу через несколько впускных отверстий, что позволяет сократить продолжительность формирования фильтрующего слоя и снизить поглощение кислорода; сбор
осветленного сусла осуществляется из разных точек фильтр-чана,
что обеспечивает равномерный состав сусла.
Несмотря на относительную дороговизну оборудования,
целесообразно принять для фильтрации затора фильтрационный
аппарат, обеспечивающий низкие эксплуатационные расходы и
хороший выход экстракта.
Для кипячения пивного сусла с хмелем можно использовать котел с внутренним кипятильником, котел с выносным кипятильником и др. К общим достоинствам котлов с внутренним кипятильником относится простота и надежность конструкции, относительно несложное применение средств санитарии, относительная компактность. Наиболее существенными недостатками
являются: стадия нестабильности при нагреве, быстрое загрязнение термоэлемента (из-за большой температуры нагрева и малой
скорости течения сусла), четко ограниченная размерами котла
площадь нагрева.
Котел с выносным кипятильником обладает рядом преимуществ, в частности, с его помощью можно точно регулировать объем и температуру нагреваемого сусла, можно широко
варьировать желаемую площадь нагрева. Недостатками выносного кипятильника являются дополнительные энергорасходы на
перекачку сусла и большая площадь. Вероятность возникновения
в трубопроводе касательных напряжений значительно возрастает.
Наиболее надежной и одной из самых распространенных
систем кипячения является система кипячения сусла при низком
избыточном давлении в сусловарочном аппарате с внутренним
кипятильником.
По классической технологии хмель вносят в виде прессованных шишек на стадии кипячения сусла. Этот способ неэффективен, так как наблюдаются потери горьких веществ в количестве
70-80 %. Для повышения эффективности использования горьких
76
веществ хмельвносят в виде различных хмелевых препаратов:
экстрактов, комбинированных препаратов и хмелевых порошков.
Целесообразно вносить хмель в 2 приема: гранулированный
хмель горьких сортов через 10-15 мин после начала кипячения и
гранулированный хмель ароматных сортов за 10-15 мин до конца
кипячения. Для внесения хмеля используют хмелевые дозаторы.
Кипячение сусла с хмелем должно быть интенсивным,
чтобы обеспечить эффективную коагуляцию белков и хорошее
хлопьеобразование. Для лучшей коагуляции применяются такие
добавки как Вирфлок, Брейкбрайт и др. При кипячении сусла высокой концентрации отмечено снижение выхода горьких веществ
хмеля, что приводит к увеличению нормы задачи хмеля.
Из-за применения теплообменных установок на различных
производственных участках варочного цеха обычно образуется
большой избыток теплой воды, которой трудно найти применение. Однако в варочном цехе нужна горячая вода с достаточно
высокой температурой, которую можно использовать для обогрева при небольшом подводе дополнительной теплоты. Это возможно осуществить с использованием теплоизолированных систем с накоплением тепловой энергии. При таких системах накопления тепловой энергии можно долгое время хранить избытки
теплоты и в любой момент их использовать. Для рационального
использования тепла вторичного пара из сусловарочного котла
целесообразно устанавливатьсистему энергонакопления и регенерации тепла вторичного пара. Такая система позволяет сэкономить около 76 % общего расхода тепла на подогрев сусла до кипения и кипячение сусла.
Осветление сусла можно осуществлять при помощи холодильных тарелок, в отстойных чанах, центробежных тарельчатых
сепараторах и в гидроциклонных аппаратах (вирпулах). Ввиду
повышенного инфицирования пивного сусла в настоящее время
холодильные тарелки и отстойные чаны не используются.
Тарельчатые сепараторы позволяют быстро отделить взвеси с относительно низкими потерями, однако они имеют высокую
стоимость, большое энергопотребление и сложны в конструкци.
77
Преимущества гидроциклонного аппарата - хорошее отделение взвесей; минимальный контакт сусла с кислородом, экономичность. Использование гидроциклонного аппарата облегчает и
ускоряет процесс осветления пивного сусла, при этом исключается инфицирование, так как температура сусла на выходе гидроциклонного аппарата 9 0оС. К недостаткам следует отнести вероятность размывания конуса взвесей при пребывании сусла в гидроциклонном аппарате более 30 мин; необходимость контролирования скорости подачи сусла в аппарат, которая должна быть не
более 3,5 м/с; большие потери сусла вместе с белковым отстоем.
В целях экономии и удобства эксплуатации для осветления
горячего пивного сусла будем использовать гидроциклонный
аппарат. Охлаждение пивного сусла можно проводить в противоточных трубчатых теплообменниках, на оросительных холодильниках и в пластинчатых теплообменниках. Первые имеют низкий
коэффициент теплоотдачи, занимают большую производственную площадь, санитарная обработка их затруднительна. При охлаждении на поверхности оросительных холодильников сусло
соприкасается с воздухом, что хоть и позволяет хорошо аэрировать сусло, но при этом велика опасность его инфицирования.
Пластинчатые теплообменники – наиболее совершенное оборудование для охлаждения сусла и пива. Они имеют большую площадь поверхности теплоотдачи, малые размеры, сусло находится
в аппарате очень короткое время, достигая при этом заданной
температуры. Конструкция теплообменника дает возможность
изменять схему движения продукта и теплоносителя, и в одном
теплообменнике иметь секции различного назначения: для нагрева, охлаждения, регенерации тепла. Пластинчатые теплообменники легко разбираются, что дает возможность проводить тщательную очистку всех элементов, кроме того, они совместимы с системами СIP мойки и дезинфекции. Недостаток пластинчатых теплообменников – довольно быстрый износ уплотнительных прокладок между пластинами и высокая стоимость. В настоящее
78
время на всех предприятиях пивоваренной отрасли используются
пластинчатые теплообменники. В связи с этим, для охлаждения
пивного сусла перед брожением и пива на линии фильтрации устанавливают двухсекционный пластинчатый теплообменник.
2.5.4. Цех брожения и дображивания пива
Для брожения и дображивания пива применяют классические вертикальные или горизонтальные танки, а также цилиндроконические бродильные аппараты (ЦКБА), в которых совмещены
процессы брожения и дображивания.
Преимущества ЦКБА:
– сокращение длительности брожения и дображивания
более чем в два раза;
– легкость обслуживания и сбора диоксида углерода;
– за счет подачи в аппарат снизу при небольшом избы-
точном давлении мелкодиспергированный двуокиси углерода и
отвод выходящего газа сверху происходит механический вынос
летучих веществ, обуславливающих вкус и аромат молодого незрелого пива;
– возможность съема дрожжей, оседающих в конической
части аппарата в любой момент без нарушения технологического
процесса;
– проведение брожения при повышенных температурах
10 - 14оС (при классической технологии 8 - 9оС);
– начало характерных для дображивания процессов (на-
пример, редукция диацетила) на стадии брожения, кроме того,
для ускорения редукции диацетила применяется специальный
технологический прием – «диацетильная пауза»;
– эффективность операций мойки и дезинфекции;
– возможность полной автоматизации процессов: благо-
даря установленным датчикам можно контролировать и регулировать температуру среды в любой момент времени, автоматизируется процесс мойки и дезинфекции;
79
– существенная экономия производственных площадей,
отсутствует необходимость в строительстве отделения для дображивания пива;
– возможность увеличения производительности;
– улучшение условий труда.
Недостатки:
– необходимость большой высоты производственных по-
мещений для установки аппаратов;
– неравномерная температура в аппарате;
– неблагоприятное воздействие высокого давления на
дрожжи;
– изменение концентрации горьких и ароматических ве-
ществ, по сравнению с пивом, приготовленным в классических
бродильных аппаратах.
Преимущества брожения и дображивания классическим
способом:
– получение пива наилучшего качества;
– возможность долива сусла при брожении.
Недостатки:
– большая продолжительность процессов брожения и до-
браживания;
– требуются большие производственные площади для
размещения аппаратов для брожения и дображивания;
– затрудненное отделение дрожжей по окончании
брожения;
– необходимость охлаждения помещения с аппаратами;
– сложность в обслуживании.
Для сбраживания пивного сусла выбирают ЦКБА, недос-
татки которых можно избежать путем применения специальной
расы пивных дрожжей. Для сбраживания пивного сусла можно
использовать дрожжи верхового и низового брожения. Дрожжи
низового брожения в отличие от верховых дрожжей полностью
сбраживают рафинозу, образуют хлопья, что способствует улучшению процесс фильтрования пива, температура брожения составляет от 4 до 12оС, что снижает риск инфицирования посторонней микрофлорой. Недостатком дрожжей низового брожения
80
является более низкая степень сбраживания по сравнению с
дрожжами верхового брожения.
Дрожжи верхового брожения более интенсивно осуществляют процесс брожения, имеют меньшую потребность в холоде
(температура брожения 14…25оС). Однако они оседают в конце
брожения значительно позже низовых дрожжей, тем самым не
обеспечивают достаточного осветления пива.
В связи с выбранной технологией брожения и с целью
лучшего осветления пива выбираем дрожжи низового брожения.
Рассмотрим различные расы дрожжей низового брожения, применяемые для сбраживания пивного сусла:
– раса 776 – среднесбраживающая хорошо флокулирующая раса, дающая пиво хорошего вкуса, рекомендуемая для приготовления пива с добавлением несоложеного сырья;
– раса 11 – быстросбраживающая раса, без периода адаптации, неприхотливая к сырью, рекомендуемая для приготовления пива с добавлением несоложеного сырья;
раса 8аМ – быстросбраживающая раса, с повышенной
скоростью размножения и высокой бродильной активностью
(продолжительность главного брожения сокращается на 20…
30 %), дающая пиво с хорошими вкусовыми качествами;
– расы 41 и 44 – среднесбраживающие расы, дающие пиво
чистого мягкого вкуса и хорошие результаты при применении в
производстве жесткой воды;
– раса f (чешская) – быстросбраживающая раса, устойчивая к инфекции. Получаемое пиво склонно к коллоидному помутнению;
– раса 34 (немецкая) – быстросбраживающая раса, глубоко выбраживающая пивное сусло, прихотливая к качеству сырья;
– раса 308 (немецкая) – быстросбраживающая раса, глубоко выбраживающая пивное сусло. Пиво плохо осветляется,
иногда останавливается брожение в случае использования сырья
плохого качества;
– раса RH (немецкая) – быстросбраживающая раса, термотолерантная, осмоустойчивая, дающая пиво с низким содержанием диацетила.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]