Технологическая линия по переработке сельскохозяйственной продукции

 Сусло с хмелем кипятят  в сусловарочных аппаратах. Кипятят  сусло с хмелем 1.5-2.5 часа, при этом  хмель вносят в 2-4 приема. Поступающее  в сусловарочный аппарат сусло  должно иметь температуру 63-75 °С, для того чтобы предохранить его от инфицирования и максимально продлить активность ферментов. В конце набора проверяют полноту осахаривания пробой на йод. При отрицательной реакции в сусло добавляют вытяжку из следующего затора и выдерживают при температуре не выше 75 °С до полного осахаривания. Сусло кипятят только после заполнения аппарата. Наиболее интенсивно сусло кипятят в середине варки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце — гарантировать хорошее образование хлопьев. Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухих веществ в нем, свертыванию белково-дубильных веществ, образованию хлопьев и прозрачности горячего сусла.

1.3.6 Отделение сусла от хмелевой дробины.

После окончания кипячения охмеленное сусло поступает в хмелеотделитель. Хмелевая дробина задерживается на сите, сусло проходит сквозь него и центробежным насосом перекачивается в сборник для охлаждения и осветления. Затем хмелевую дробину промывают горя­чей водой для дополнительного выщелачивания экстрактивных веществ хмеля. Промывные воды присоединяются к суслу в сусловарочном аппарате.

1.3.7 Охлаждение и осветление сусла.

Цель охлаждения и осветления сусла - понижение температуры до 6-16 °С, насыщение его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.

 В охлаждаемом сусле остаются коагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются. В течение всего процесса охлаждения сусло поглощает кислород воздуха, который при температуре выше 40 °С расходуется на окисление органических веществ сусла, что приводит к потемнению сусла, снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи. Охлаждение сусла сопровождается испарением некоторого количества воды, что приводит к уменьшению его объема и повышению концентрации.

 Сусло температурой 20-40°С является благоприятной средой для инфицирующей микрофлоры. Поэтому его охлаждают в две стадии. Первую стадию от 90 до 60°С проводят в течение 2 ч для обеспечения максимального осаждения крупных взвесей, а вторую—от 60 до 6-16°С проводят быстро с использованием пластинчатых теплообменников. Сусло предназначенное для низового брожения охлаждают до 5-7°С, для верхового брожения - до 14-16 °С.

 Для охлаждения сусла до 60°С используют холодильные тарелки (тонкий слой сусла толщиной 150-250 мм), отстойный и гидроциклонный аппараты (высокий слой сусла). Сусло охлаждается до 60°С в тонком слое в течение 2-6 ч, в высоком слое - до 2 ч. По достижении 60°С сусло перекачивают на вторую ступень охлаждения в пластинчатые теплообменники.

Белковый отстой содержит значительное количество сусла, поэтому его фильтруют или сепарируют, стерилизуют и добавляют в сусло, которое идет на брожение. Для осветления сусла используют также центробежные сепараторы, которые позволяют быстро получить прозрачное сусло и сократить потери экстракта с отстоем.

 После охлаждения до 6-16°С сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения. Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.

1.3.8 Сбраживание пивного сусла и дображивание пива.

Основной процесс, в результате которого сусло превращается в пиво — спиртовое брожение. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается во вкусный ароматный напиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание сахаров сусла, в результате которого образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептические свойства, осветляется и насыщается диоксидом углерода, т. е. происходит его созревание и пиво превращается в товарный продукт.

  Дрожжи верхового  брожения в процессе интенсивного  брожения всплывают на поверхность  сбраживаемой жидкости, накапливаются  в виде слоя пены и остаются  в таком виде до конца брожения. Затем они оседают, образуя весьма  рыхлый слой на дне бродильного  аппарата. Дрожжи низового брожения не переходят в поверхностный слой пива - пену, а быстро оседают на дне бродильного аппарата. Дрожжи низового брожения также отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что они полностью сбраживают раффинозу. Их используют при производстве лёгкого пива.

Основной процесс при главном брожении — биохимическое превращение сбраживаемых углеводов в этиловый спирт и оксид углерода.

Наряду с основными продуктами брожения образуются вторичные и побочные продукты, которые в значительной степени определяют органолептические показатели пива. Образование спирта сопровождается выделением в среду теплоты, которую необходимо отвести для поддержания заданных температурных условий.

 На первых этапах  брожения происходит энергичное  размножение дрожжей, что обусловлено полноценностью питательной среды. По мере обеднения среды, накопления продуктов брожения, создания избыточного давления скорость размножения дрожжей уменьшается.

 В результате главного  брожения сусло превращается  в молодое пиво, которое еще не является товарным продуктом. Поэтому его направляют на дображивание и созревание. При дображивании протекают в основном те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Выделяющийся в процессе дображивания оксид углерода (IV) растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода. При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь. При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпадением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. Так же происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ.

 Наибольшее влияние  на ход брожения оказывают температура и количество дрожжей. Различают холодное (7-9 °С) и теплое (12-14 °С) брожение. Сусло должно быть осахаренным, содержать достаточное количество ассимилируемых дрожжами азотистых веществ; рН сусла не должно превышать 5,8.

 Главное брожение проводят в открытых или закрытых бродильных аппаратах периодическим, полунепрерывным или (реже) непрерывным способом. При периодическом брожении пивное сусло температурой 5-7 °С направляется в бродильный аппарат. Пивное сусло сбраживают в течение 7-11 суток в зависимости от концентрации начального сусла.

 Полунепрерывное брожение  проводят только в закрытых  бродильных аппаратах, которые комплектуют  в батареи, состоящие из разбраживателя  и пяти бродильных аппаратов. Разбраживатель заполняют суслом  температурой 6-8 °С, перемешивают в течение 30 мин и сбраживают 24 ч, а далее половину объема перекачивают в первый бродильный аппарат. Затем оба аппарата доливают свежим суслом до полного объема. С интервалом в одни сутки заполняют все бродильные аппараты. Пивное сусло сбраживают при избыточном давлении в течение 5-6 суток.

 Дображивание пива проводят при температуре 0 - 2°С в закрытых аппаратах под избыточным давлением 0,03-0,06 МПа. При дображивании контролируют давление в аппарате, органолептические показатели и степень осветления пива. Продолжительность дображивания зависит от сорта пива и колеблется от 21 суток до 90 суток.

 Возможно совместить  процессы брожения и дображивания  в одном аппарате. Процесс осуществляется  в цилиндроконических бродильных  аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной — на нижней конической части. Сусло температурой 7-9 °С подают в аппарат, ток сусла задают дрожжи. В первые сутки брожения температура повышается до 13-14 °С; при этой температуре сусло бродит б - 7 суток. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С, в результате чего образуется плотный осадок дрожжей, который выводят из аппарата. На восьмые сутки пиво охлаждают до 3-4 °С, на девятые — до 1-2 °С и выдерживают при этой температуре 5-6 суток для завершения процессов дображивания. Совмещение процессов брожения и дображивания позволяет сократить их продолжительность до 14-18 суток.   

9. Розлив пива.

После дображивания и созревания для придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепарирования или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов и различные микроорганизмы.

 Лучшие результаты  получают при фильтровании пива  на кизельгуровых фильтрах. Для  придания прозрачности, блеска, а  также повышения стойкости при  хранении пиво дополнительно  фильтруют на фильтр-прессах с  использованием специальных сортов  картона.

 При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем продувки через пиво диоксида углерода. После карбонизации пиво выдерживают 6-8 ч в сборниках, а затем направляют на розлив. Пиво разливают в бутылки на автоматических розливных линиях, на которых последовательно осуществляют операции розлива пива, этикетирования, контроля качества, укладки в ящики или контейнеры.

 Пиво  содержат диоксид  углерода, поэтому их разливают  под некоторым избыточным давлением и без перепадов давления — изобарически. Для этого в таре (бутылке, банке, бочке, автоцистерне) сначала создают давление, равное тому, под которым находится разливаемая жидкость, а затем приступают к наполнению тары напитком. Температура пива при розливе не должна превышать 3 °С.

 

 

 

 

 

 

 

 

            

 

 

 

 1.4 Анализ машинно – аппаратурных схем

Рис.1     Устройство и принцип действия линии. Очищенный солод измельчается в вальцовой дробилке I в целях получения максимального количества мелкой однородной крупки и сохранения шелухи. Дробленый солод взвешивают весами 2 и ссыпают в бункер 3. Отлежавшийся дробленый солод проходит магнитную очистку в магнитоуловителе 4 и подается в заторный аппарат 5, где смешивается с теплой водой (около О °С) и перемешивается. По окончании перемешивания (затирания) часть заторной массы (около 40 %) перекачивают в другой заторный аппарат 6, где нагревают до температуры осахаривания (около 70 °С), а по окончании осахаривания—до кипения. При кипячении крупные частицы солода развариваются, после чего первую отварку возвращают в аппарат 5. При смешивании кипящей части затора с затором, оставшимся в аппарате 5, температура всей массы достигает 70 °С. Затор оставляют в покое для осахаривания.

По окончании осахаривания часть затора снова перекачивают в аппарат 6 (вторая отварка) и нагревают до кипения для разваривания крупки. Вторую отварку возвращают в аппарат 5, где после смешивания обеих частей затора температура его повышается до 75...80 °С. Затем весь затор перекачивают в фильтрационный аппарат 7. Прозрачное сусло стекает в сусловарочный аппарат 8.

     В аппарате 8 сусло кипятится с хмелем. При  кипячении сусла выпаривается  некоторое количество воды, происходят  частичная денатурация белков  сусла и его стерилизация. Горячее  охмеленное сусло спускают в хмелеотделитель 9, где вываренные хмелевые лепестки задерживаются, а сусло перекачивается в сборник горячего сусла 10,

   Горячее сусло  из сборника 10 подается в центробежный  тарельчатый сепаратор 11, в котором  оно очищается от взвешенных частиц коагулированных белков. Из сепаратора 11 сусло нагнетается в пластинчатый теплообменник 12, где охлаждается до 5...6 °С. Охлажденное сусло сливают в бродильный чан 13 вместе с дрожжами из чана 14. Брожение длится 6...8 сут. По окончании главного брожения молодое пиво отделяют от дрожжей и перекачивают в танк 15 для дображивания в течение 11...90 сут. По окончании дображивания пиво под давлением диоксида углерода нагнетается в сепаратор-осветлитель 16 и фильтр 17, где оно освобождается от взвешенных в нем дрожжей, других микроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Осветленное пиво охлаждается рассолом в теплообменнике 18, насыщается (при необходимости) диоксидом углерода в карбонизаторе 19 и сливается в танк 20. Отфильтрованное пиво из танка 20 под давлением подается в отделение упаковывания в потребительскую и торговую тару.

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

   Рис.2     Устройство и принцип действия линии

1 -  бункер солода; 2 - полировочная  машина; 3 - нория. 4 - магнитный аппарат; 5 - весы автоматические; б - дробилка; 7 - бункер дробленого солода; 8 а и 8 б - заторные котлы; 9 - насос отварки; 10 - фильтрационный чан, 11 - сусловарочный котел; 12 - хмелеотделитель; 13 - насос; 14 - сборник; 15 - сепаратор сусла; 16 - теплообменник; 17 - бродильные чаны; 18 - аппарат чистой культуры дрожжей; 19 - сборник дрожжей; 20 - насос зеленого пива; 21 - лагерные танки; 22 - насос готового пива; 23 - сепаратор; 24 - фильтр-пресс; 25 - охладитель; 26 - сборник фильтрованного пива.

 

Рис.3     Устройство и принцип действия линии.

Свежеприготовленный сухой солод, очищенный от ростков, подают в приемный бункер 1, откуда норией 2 поднимают на весы 4, взвешивают и шнеком 5 распределяют по силосам 6, где выдерживает его не менее 4—5 нед. При этом влажность солода от 3—4% повышаеается до 5—6%. Отлежавшийся солод из силосов пневматическим транспортером направляют на дальнейшую переработку. Под действиям вакуум-насоса 7 в разгрузителе 8 и трубопроводах создается разрежение. Атмосферный воздух засасывается через воронки 3, увлекая с собой солод, и поднимает его в разгрузитель 8. Из разгрузителя через шлюзовой затвор солод поступает в полировочную машину 9, где очищается от пыли, других примесей и норией 2 подается через магнитный сепаратор 10 на автоматические весы 4. Для ускорения процecсa экстрагирования компонентов зерна солод после взвешивания измельчают в вальцовой дробилке 11 и накапливают в бункере 12.