3.2.3. Начало затирания

Под началом затирания понимают про­цесс, включающий в себя возможно более тщательное перемешивание помола (за­сыпи) с водой (наливом) при предписан­ной температуре начала затирания.

3.2.3.1. Гидромодуль затора

Гидромодуль, то есть соотношение засыпи и главного налива является очень важным фак-

237 ©

тором, поскольку он определяет концентра­цию первого сусла. Можно считать, что

При гидромодуле 1 : 3 , то есть на 100 кг засыпи 3 гл налива, получается 20%-ное первое сусло.

Естественно, затор приготовляют гуще, чем требуемая экстрактивность начального сусла, а именно с экстрактивностью первого сусла 16-20%, чтобы затем можно было на­править через дробину количество воды, дос­таточное для ее выщелачивания и одновре­менного разбавления сусла до требуемой мас­совой доли сухих веществ.

Тем самым от гидромодуля при затирании зависит состав сусла и тип пива.

Для светлого пива следует выбирать в общем больший гидромодуль, то есть

3-4 гл/100 кг засыпи.

Рис. 3.33б. Заторный агрегат:

1 — заторный чан-котел; 2 — заторный котел; 3 — подача дробленого солода/несоложеного сырья; 4 — холодная вода; 5 — горячая вода; 6 — трубопровод линии подачи моющих растворов; 7 — трубопровод линии возврата моющих ра­створов; 8 — трубопровод отвода конденсата; 9 — подача пара; 10 — трубопровод подачи затора; 11 — к фильтраци­онному чану

© 238

Тем самым достигают ускорения фермен­тативных реакций.

Для темного пива выбирают более гус­той гидромодуль, то есть

3-3,5 гл/100 кг засыпи.

Этим достигают того, что ароматические вещества солода могут путем карамелизации образоваться в заторе в увеличенном количе­стве.

Объем затираемого помола составляет 0,7-0,8 гл/100 кг засыпи.

Задача

Сколько гл воды надо использовать, чтобы получить 18%-ное мерное сусло при засыпи в 1600 кг?

100 кг помола солода дают 20%-ное сусло при 3 гл воды (см.выше), следовательно 1600 кг помола солода дают 20%-ное: сусло при 3 ·16 = 48 гл воды 1600 кг помола солода дают 18%-ное сусло при = 53,33 гл воды Итого: Чтобы при засыпи 1600 кг получить 18%-ное первое сусло, требуется 53,33 гл воды.

Эти 53,33 гл воды дают с 1600 кг помола 53,3 гл+1600 кг·0,7 гл/100 кг = 53,3+11,2 гл = = 64,5 гл затора.

3.2.3.2. Температура начала затирания

Вообще-то начало затирания возможно при любой температуре; температура начала зати­рания зависит от оптимальной температуры того фермента, который хотят задействовать сначала.

Прежде в малых пивоварнях дробленый солод замачивали на ночь холодной водой и оставляли затор до утра. Это называлось ди-герированием (холодным настаиванием) и давало несколько лучший выход экстракта, поскольку экстрактивные вещества имели до­статочно времени для перехода в раствор. Но поскольку в раствор переходили и нежела­тельные вещества, в настоящее время этот способ больше не рассматривается в качестве производственного.

В свете новых знаний вновь активно об­суждается вопрос о низких температурах за-

тирания: клетки крахмала в дробленом соло­де еще окружены белковой матрицей, где ге-мицеллюлозы и (β-глюканы стенок клеток эн­досперма склеены, словно цементом. Чтобы добраться до крахмала, нужно сначала рас­щепить эти вещества, причем с тем большей интенсивностью, чем хуже растворен солод.

Поэтому расщепление β-глюкана долж­но предшествовать расщеплению собственно крахмала. Расщепление этих веществ опти­мально проходит при температурах от 45 до 50 °С (для ферментов, ответственных за расщепление белка, оптимум действия нахо­дится — 45-50 °С, для (β-глюкаиазы — 45 °С). Но эти ферменты переходят в раствор уже при 35 "С, так что субстрат при оптимальных тем­пературах уже имеется в растворенном виде, если затирание начинается при 35 ° С. Этим достигают повышения конечной степени сбра­живания за счет использования более низких температур начала затирания, хотя фактичес­ки температура 35 °С не имеет ничего общего с расщеплением крахмала. Эти факты говорят в пользу начала затирания при 35 °С. Несмот­ря на это, вряд ли кто-либо начинает затира­ние при такой низкой температуре, так как

• процесс затирания будет длиться очень продолжительное время;

• из-за этого расход энергии становится очень высоким;

• следует ожидать проблем со стойкостью пены, так как сильно возрастает степень расщепления белков.

Применяемая обычно на большинстве предприятий температура начала затирания 50 °С (45-50 °С) преследует цель ускорить еще не полное растворение компонентов соло­да путем расщепления β-глюканов и избежать тем самым проблем с фильтрованием затора и фильтрованием пива. Хорошая фильтруе-мость и высокая продолжительность цикла работы фильтра являются решающими фак­торами для повышения производительности пивоваренного производства.

Выдержка при 50 °С называется белковой паузой; она способствует образованию доста­точного содержания свободного α-аминного азота, но одновременно уменьшает содержание пенообразующих веществ. Длительная пауза при этой температуре всегда дает плохую пену.

В настоящее время на производстве все чаще выбирают температуру начала за-

тирания в 60-64°С. При такой температуреβ-амилаза может оптимально расщеплять клейстеризованный и разжиженный крахмал и образовывать путем расщепления белка бо­лее высокомолекулярные продукты, которые гарантируют лучшую пеностойкость. Предпо­сылкой для этого является наличие очень хо­рошо растворенного солода. Ограничиваю­щим фактором является высокое содержание (β-глюкана, которое возникает из-за отсутству­ющей активности (β-глюкана вследствие по­вышенной температуры, что может вызвать трудности с фильтрованием затора и пива. Это касается в первую очередь солодов, вы­работанных из несортовых ячменей или из-за переработки на солод смеси различных сортов ячменя, или использования таких со­лодов, у которых для достижения определен­ных цитолитических показателей партии со­лода (степени растворимости белка, показа­ния фриабилиметра и т. д.) на солодовенном предприятии был подмешан солод короткого ращения. Солод короткого ращения всегда содержит очень большое количество (β-глю-кана, который при определении цитолитичес­ких показателей в средней пробе не выходит за пределы нормальных значений.

Поэтому если предполагается применять высокие температуры начала затирания, то предлагается [206] проверять солод на одно­родность методом окрашивания среза зерна по Карлсбергу (см. раздел 2.8.2.10). Показатель однородности должен быть 70%, лучше — 75%.

239 ©

• достигают одновременно экономии энер­ гии;

• расщепление белков протекает сокращен­ но; образуется больше высокомолекуляр­ ных продуктов расщепления белка;

• получается лучшая пена;

• благодаря сокращенному расщеплению белков содержание свободного α-амицно- го азота в сусле уменьшается;

• для реакций меланоидинообразоваиия име­ ется меньше аминокислот;

• улучшается стойкость вкуса — не в после­ днюю очередь за счет инактивации липо- ксигеназы.

3.2.3.3. Смешивание воды

и дробленого солода

Затирание должно вестись так, чтобы вода и помол тщательно перемешивались друг с дру­гом (без образования комков). В традицион­ных методах для этого сначала в чан заливают воду, а затем для получения равномерного пе­ремешивания загружают помол тонкой струей при одновременном пуске мешалки. При этом возникают потери из-за образования пыли, однако для качества продукта еще хуже было бы попадение в затор вместе со стекающим дробленым солодом кислорода и сущестенное повышение его содержания в заторе.

Чтобы добиться интенсивного переме­шивания воды с помолом, в заторную трубу встраивают смачиватель (рис. 3.34).

Предпосылкой для начала затирания при высоких температурах является наличие очень хорошо растворенного солода с высокой степенью однородности.

Если такой очень хорошо растворенный солод начинают затирать при 60-64 °С, то добиваются ряда преимуществ, особенно при комбинации с подкислением затора (рН — около 5,2), а именно:

■ экономят время; при этом инфузионный метод при температурах начала затирания 60-64 °С сокращается до 120 мин; в пре­деле можно добиться времени всего 80-90 мин, но возможно также использовать ускоренные методы затирания с коротки­ми отварками (с одной или двумя отварка­ми);

Рис. 3.34. Смачиватель:

1 — подача солода; 2 — распылительная трубка; 3 — по­дача воды; 4 — смесь воды и дробленого солода (затор)

© 240

В этих устройствах вода с температурой, равной температуре начала затирания, дви­жется вместе с помолом и при этом происхо­дит перемешивание без образования комков. Большое значение для начала затирания без образования комков имеет работа мешалки.

Поскольку заторная вода содержит раст­воренный кислород, все чаще ее предваритель­но деаэрируют.

Особенно интересный способ начала за­тирания используется в танке с наклонными дисками (рис. 3.34а).

Помол 1 с водой 3 через смачиватель 4 по­падает в танк. Там на эксцентрическом валу движутся несколько наклоненных друг к дру­гу дисков 5, благодаря чему затор очень силь­но и интенсивно, но в то же время и бережно перемешивается. Через выпуск затора 9 с по­мощью насоса 11 затор подается в заторный котел и тем самым обеспечивается непрерыв­ное движение его через предзаторник с наклон­ными дисками.

Известно, что окислительные процессы начинаются с интенсивного перемешивания на начальной стадии затирания при смеши­вании помола, воды и воздуха (воздух содер­жится также в самом солоде и в воде). После­дующие мероприятия для исключения процес-

сов окисления носят поэтому ограниченный характер. Если требуется с самого начала по­давить эти окислительные процессы, то име­ется возможность герметизировать и напол­нить инертным газом (СО₂ или N₂) все пути на участке перемещения помола и затора (от силоса для хранения солода до заторного чана) (рис. 3.34б).

Чтобы оставаться при этом последова­тельным, необходимо подавить возможную активность липоксигеназы путем понижения рН, для чего должна использоваться возмож­ность биологического подкисления в начале затирания.

В качестве предзаторника может быть так­же использовано устройство в виде трубы большого диаметра с заторным шнеком (на­пример, лопастным) с подключенным после­довательно насосом для густых сред (напри­мер, эксцентриковым шнековым насосом). Таким путем можно также готовить концент­рированные заторы и проводить все работы с самого начала без доступа кислорода (с за­полнением инертным газом).

Здесь следовало бы еще раз напомнить, что не всегда все было так же просто, как се­годня. Один из элементов в эмблеме немецких пивоваров показывает, каким тяжелым тру-

Рис. 3.34а. Предзатор-

ный танке наклонными

дисками (ВТЕ, г. Эссен,

Германия):

1 — подача помола; 2 — зас­лонка; 3 — подвод воды; 4 — смеситель; 5 — наклонные диски; 6 — плавно регулиру­емый приводной электро­двигатель; 8 — воздушный клапан; 9 — выпуск затора; 10 — выпускной клапан; 11 — заторный насос; 12 — трубо­провод CIP

Рис. 3.34б. Капсулированный, не содержащий воздуха помол и приготовление затора:

1 — подвод газа (СО₂ или N₂); 2 — вода; 3 — солод; 4 — шахта для кондиционирования; 5 — питающий валец; 6 — вальцы дробилки; 7 — управление уровнем в желобе; 8 — затор

дом прежде было затирание: когда не было смесителей, затор приходилось перемешивать вручную с помощью заторного весла или за­торной лопатки (рис. 3.35).

Рис. 3.35. Заторная лопатка в эмблеме немецких пивоваров

241 ©