Технология пива с использованием несоложеных материалов

 

Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный и специальные сорта). Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допускается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода — это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье.

Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении 10...11 % светлого пива следует обязательно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

.

2. Вода

 

 

 Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха, с общей жесткостью 2...4 мг-экв/л и рН 6,8. ..7,3.

Вода считается оптимальной для производства пива, если отношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды (показатель щелочности) не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1.

Жесткость воды и ее солевой состав регулируют, применяя различные способы водоподготовки: реагентный, ионообменный, электродиализный и мембранный, основанный на принципе обратного осмоса.

Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем.

 

3. Хмель и хмелепродукты

 

Хмель — традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удалению из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляя жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры, и повышает пеностойкость пива. Различают два основных вида хмеля: горький и ароматический. В пивоварении используют преимущественно женские соцветия ароматического хмеля — хмелевые шишки, содержащие лупулин. В состав последнего входят ароматические и горькие вещества.

Горькие хмелевые вещества включают α- и β-кислоты. мягкие α-, β- и твердые смолы. Содержание α-кислот в зависимости от сорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пивоварения производные α-кислот — изосоединения обеспечивают около 90 % горечи пива.

Ароматические вещества представлены в основном эфирным маслом, содержание которого колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная часть хмеля — дубильные вещества, количество которых достигает 3 %.

По назначению хмель разделяют на две группы: тонкие сорта с содержанием горьких веществ около 15 % и α-кислот от 3 до 5 %, используемые для производства пива по классической технологии, и грубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %, предназначенные для изготовления порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты.

Хмель и хмелепродукты следует хранить в сухом, темном и охлажденном помещении с температурой от 0 до 2 и относительной влажностью воздуха не выше 70 %.

 

4. Ферментные препараты

 

Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин Г10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протосубтилин Г10х используют при повышенных количествах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахари-дов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Принцепиально-технологическая схема производства

 

Технологическая схема производства пива состоит их нескольких последовательно осуществляемых стадий. Сначала производится водоподготовка. В первой стадии производятся подработка и дробление солода и несоложеных материалов; во второй стадии осуществляется получение пивного сусла; в третьей стадии  происходит сбраживание приготовленного сусла специальными дрожжами с последующим дображиванием пива; в четвертой (последней) стадии производятся осветление и розлив приготовленного пива.

В зависимости от сорта пива используют различные типы солода (светлые или темные), а также разные количества и виды несоложеных материалов (ячмень, обезжиренную кукурузную муку, рисовую сечку, сахар).

 

1. Водоподготовка

 

3.1.1.Грубая очистка

 

Чаще всего осуществляется на разнообразных сетчатых фильтрах с различной микронностью. Удаление крупных взвешенных частиц производится при так называемом предварительном фильтровании (макрофильтрование или "грубая" очистка). Для этого на магистральную трубу, подающую воду к потребителю, устанавливают фильтры предварительной грубой очистки. Процесс фильтрования может осуществляться либо на поверхности, либо в глубине фильтрующего материала. Исходя из этого, данные фильтры имеют различное конструктивное исполнение. Например, в сетчатых фильтрах в качестве фильтрующего элемента используются металлические сетки с различными размерами ячеек (грязевики), фильтрование осуществляется на поверхности сетки, а в дисковых или картриджных фильтрах используется принцип глубинного (объемного) фильтрования. В большинстве случаев дисковые фильтры имеют неоспоримое преимущество перед сетчатыми вследствие их более высокой "грязеёмкости" (при этом, размер удаляемых частиц не менее 25 мкм). Основным достоинством дисковых фильтров является сочетание поверхностной и объемной фильтрации, а так же возможность 100 % отмывки пакета дисков.

 

3.1.2. Тонкая механическая очистка

 

Для тонкой очистки возможно использование осветлительных напорных фильтров, совмещение коагуляции и ультрафильтрации (более традиционный вариант совмещение коагуляции и скорых фильтров).

При незначительных потоках воды можно использовать и систему картриджных фильтров с размером пор 5-25 мкм.

 

 

3.1.3. Умягчение воды

 

Под умягчением воды мы понимаем снятие негативного воздействия жесткости, вызванного присутствием катионов кальция и магния.

Существует два самых распространенных способа снятия негативного воздействия жесткости на мембраны: на ионообменных смолах, так называемое умягчение, или путем введения ингибитора осадкообразования.

При использовании умягчения на ионообменных смолах - натрий-катионирование - очистка воды производится путем ее контактирования с катионитом в Na-форме. В результате этого из воды извлекаются ионы кальция, магния (то есть понижается жесткость) и частично ионы железа (II), замещаясь ионами натрия. При этом солесодержание и pH исходной воды практически не меняется. Однако, особенно для пищевой промышленности, вода с повышенным содержанием натрия и гидрокарбонатов является не всегда приемлемой, поэтому после умягчения на ионообменных смолах избыток натрия и других катионов и анионов может быть удален с помощью установок обратного осмоса.

Эффективным и экономичным способом предотвращения отложения солей жесткости на мембранах является дозирование ингибиторов осадкообразования. Ингибитор вводится непосредственно в поток исходной воды перед входом на установку обратного осмоса. Механизм его действия основан на том, что молекулы или ионы ингибитора сорбируются на поверхности образовавшихся микрокристаллов и препятствуют их дальнейшему росту. С учетом механизма роста кристаллов (послойно или на дефектах кристаллической решетки), торможение этого роста происходит при блокировке точек, где может происходить присоединение новых атомов, формирующих кристалл, количество таких точек ограничено.

 

3.1.4. Обеззараживание

 

Обеззараживание перед установкой обратного осмоса применяется обычно, если в исходной воде присутствует большое количество микроорганизмов, способных вызвать зарастание мембран биопленками, например, при водозаборе, производимом из открытых водоемов: пруд, река, озеро, море.

 

2. Подработка и дробление солода и несоложеных материалов

 

Перед дроблением солод и несоложеные зерновые материалы обязательно очищают от пыли и различных примесей.

При использовании в качестве несоложеного сырья ячменя, ячменной или обезжиренной кукурузной муки или крупки в цехе устанавливают определенное число бункеров для этих видов материалов.

В целях учета как солод, так и несоложеные материалы взвешивают на автоматических весах и направляют на последующие операции.

Обычно дробильное отделение проектируют и располагают над варочным отделением. Это делают с тем, чтобы перемещение дробленого солода и дробленых несоложеных материалов осуществлять с использованием самотека.

В дробильном отделении устанавливают чаще всего в 2-3 уровня по высоте полировочные машины, автоматические весы, четырех- или шестивальцовую дробилку, мельничные вальцовые станки и бункера для дробленого солода и несоложеных материалов. Мощность и число аппаратов, подлежащих размещению в этом отделении, зависит от количества сырья, требуемого для переработки в сутки.

Солод и несоложеные материалы к измельчающему оборудованию необходимо подавать равномерно. Все машины дробильного   отделения подбирают к установке так, чтобы их работа была синхронизирована. Проектирование этого отделения осуществляют с расчетом, чтобы оно было хорошо освещено, между отдельными машинами и стенами помещения предусматривают проходы, отвечающие специальным нормам.

Машины применяются в герметичном исполнении во избежание запыленности дробильного отделения; кроме того, монтируются аспирационные и пылеуборочные установки, не допускающие образования электрической искры. Дробильное отделение сообщается с другими отделениями, расположенными на разных этажах, с помощью грузового лифта, который также используется для транспортировки небольших количеств несоложеных материалов и специальных солодов.

В прошлом считалось, что нецелесообразно дробить зерно слишком мелко ввиду возникающих при этом трудностей в процессе фильтрования и что оболочка не имеет значения для получения экстракта. Однако с появлением специально изготовленных для пивоваренной промышленности мультиэнзимных композиций взгляды на процессы дробления и использования оболочки несколько изменяются. Очевидно, в дальнейшем станет выгодным отделять оболочки зерен и перерабатывать их, а лишенное оболочки зерно дробить как можно мельче в целях повышения выхода экстракта. В этом случае вместо фильтрационного чана рекомендуется использовать фильтр-прессы. Измельченный солод и несоложеное сырье направляются в варочное отделение.

 

3. Получение пивного сусла

 

1. Затирание

 

В процессе затирания добиваются максимального экстрагирования ценных составных частей солода, несоложеных материалов и хмеля.

На современных заводах производство пивоваренного сусла осуществляют на четырех- или шестиаппаратном варочных агрегатах. Затирание проводят в два этапа: сначала переводят водорастворимые вещества солода и несоложеных материалов в раствор без участия ферментов, а затем водорастворимые вещества солода и несоложеных материалов – в раствор при помощи ферментов солода или специально добавляемых в заторную массу различных микробных ферментных препаратов.

Заторные аппараты устанавливаются в варочном отделении завода. Заторный аппарат оборудован рубашкой, сферической крышкой, вытяжной трубой для отвода пара, пропеллерной мешалкой. Поверхности днища и цилиндрической части покрыты теплоизоляцией. Крышка оборудована раздвижными дверцами, служащими для наблюдения и в качестве лазов. Рабочий объем аппарата рассчитывается из соотношения 0,6 м3 на 100 кг зернопродуктов.

Несоложеное сырье затирают в смеси с солодом или подрабатывают его отдельно, а затем смешивают с солодом и в дальнейшем готовят общий затор. Существует ряд способов затирания, применяемых в зависимости от вида и количества несоложеного сырья, а также типа и качества микробного ферментного препарата.

В процессе затирания несоложеного зернового сырья стремятся к проведению всех ферментативных процессов, которые осуществляются при солодоращении. В результате получают сусло такого же или лучшего состава, чем при переработке чистого солода либо солода с 15 % несоложеного сырья.

В несоложеном сырье, в частности в зерне ячменя, содержится: крахмал 60-70, белковые вещества 10-16, гемицеллюлоза 7-11, целлюлоза 3-6, пектиновые вещества 2-2,5, жир 2,5, минеральные вещества 2.

В процессе затирания происходит превращение крахмала в мальтозу и декстрины, белков – в аминокислоты, пептиды и полипептиды, гемицеллюлозы – в глюкозу и пентозы.

 

2. Фильтрование затора

 

Отделение водного раствора экстрактивных веществ (сусла) от дробины производят в фильтрационных аппаратах или фильтр-прессах. В фильтрационном аппарате сусло подвергают фильтрованию через 2 слоя (нижний состоит из грубых частиц, верхний – из мелких).

 

3. Кипячение сусла с хмелем