Технология производства пива

Заторные котлы четырехаппаратного агрегата находятся в работе не более 50% времени, поэтому для двух рядом установленных агрегатов число заторных котлов можно сократить вдвое. В результате получится один шестиаппаратный агрегат с удвоенной производительностью. Смешивание дробленого солода и несоложеного сырья с водой, производят в заторном котле, который представляет собой цилиндрический сосуд с двойным сферическим днищем, образующим рубашку, предназначенную для нагревания и кипячения заторной массы. В рубашку подается пар, а конденсат и остатки пара отводятся по трубам . Крышка котла также куполообразная и снабжена вытяжной трубой, в которой установлена регулирующая тягу заслонка. В котле установлена лопастная мешалка с приводом от электродвигателя. В верней крышке котла установлена труба для подачи солода, а в нижней- труба для перекачки заторной массы и перекрывающий вентиль. Для направления перекачиваемой заторной массы в соседний заторный котел или в фильтрационный аппарат служит распределительный кран. Для уменьшения теплопотерь боковые стенки котла покрыты изоляционным слоем.

Способы затирания затора

В пивоварении применяют  два способа затирания: настойный  и отварочный.

Настойный способ затирания  наиболее прост и заключается  в том, что дробленый солод  смешивают с водой при температуре 37-40С и перемешивании в течении 20-30 мин., затем поднимают температуру до 50-52С, делая паузу для протеолиза белковых веществ. Во время выдержки мешалка не работает. Затем температуру поднимают до 62-64С, со скоростью 1С в 1мин., и при этой температуре затор выдерживают10-30 мин.( в зависимости от помола солода). Эта пауза называется мальтозной. Далее температуру затора поднимают до 70-72С и окончательно осахаривают. Конец процесса определяют по йодной пробе. Осахаренный затор нагревают до 75С и перкачивают в фильтрационный аппарат на фильтрование.

Выход экстракта при этом способе меньше, чем при отварочном, но в заторе лучше сохраняются  ферменты, в сусле большее содержание аминокислот и мальтозы. Сусло, приготовленное поэтому способу, содержит мало декстринов, поэтому сильнее сбраживается.

Отварочный способ затирания  различают в зависимости от числа  отварок.

Одноотварочный способ затирания. Затирание по этому способу осуществляется следующим образом. В заторный котел  набирают ½ всей воды, расходуемой  на один затор, нагревают его до такой температуры, чтобы после подачи дробленного солода и несоложеного сырья температура затора была 50-52С, включают мешалку и спскают в котел из бункера по подводящей трубе дробленный солод, одновременно подавая остальное количество воды. Температура заторной массы после размешивания устанавливается 50-52С, что соответствует оптимуму для протеолитических ферментов. При этой температуре затор выдерживают 30мин.( белковая пауза). Затем при включенной мешалке1/3 затора( густая масса) спускают в отварочный котел. В отварочном котле заторную часть при перемешивании нагревают до 62-63С и выдерживают 20мин.(мальтозная пауза), далее повышают температуру до 70-72С и выдерживают 15 мин. для осахаривания крахмала. Во время выдержки затора при постоянной температуре мешалка не работает. После осахаривания затор нагревают до кипения и кипятят 20 мин. с включенной мешалкой. При кипячении происходит клейстеризация крахмала, дальнейшее превращение промежуточных продуктов гидролиза крахмала, коагуляция и осаждение части белков, инактивирование ферментов, уничтожение микроорганизмов, образование меланоидинов.

Кипяченую часть затора перекачивают в основной затор при  работающих мешалках в обоих заторных котлах. В результате смешивания отварки  и основного затора температура всего затора поднимается до 71-73С. При этой температуре затор выдерживают в покое до полного осахаривания., которое определяют йодом. Затем при перемешивании затор нагревают до 77С и перекачивают в аппарат для фильтрования. Для сохранения ферментов отварку в основной затор перекачивают медленно.

Двухотварочный способ затирания. Этот способ наиболее распространен, так  как дает возможность перерабатывать солод различного качества. В зависимости  от этого температурный режим  может изменяться.

В заторный котел набирают 1/2- 1/3 воды, необходимой для затора, включают мешалку, засыпают дроблёный солод и вводят остальное количество воды. Температура затора поднимается до 50-52С. При этой температуре затор выдерживают 15-30 мин. Далее в отварочный котел забирают около 1/3 затора и, перемешивая, подогревают его до 63С. Останавливают мешалку и прекращают нагревание. Продолжительность мальтозной паузы 15-30 мин. Затем отварку подогревают до 70-72С., при перемешивании, перекрывают подачу пара, останавливают мешалку и выдерживают 20-30 мин для осахаривания. Массу отварки быстро нагревают до кипения и кипятят 15-30 мин. Эта часть затора называется первой отваркой. При работающих в заторном и варочном котлах мешалках первую отварку медленно перекачивают в основной затор.

После смешивания основного затора с первой отваркой температура заторной массы устанавливается 63-65С и  при этой температуре выдерживают  паузу в течении 10-15 мин. Затем 1/3 густой заторной массы перекачивают в отварочный котел, нагревают до 70-72С, выдерживают 20 мин, быстро нагревают до кипения и кипятят 5-20 мин в зависимости от качества солода и сорта пива. Продолжительность кипячения отварки увеличивается при переработке плохо растворенного солода и приготовлении темных сортов пива. После кипячения эту часть затора, называемую второй отваркой, медленно, при неполном заполнении трубы соединяющей котлы, возвращают к основному затору. После этого температура всего затора повышается до 75-77С и затор оставляют в покое до полного осахаривания, определяемое пробой на йод. После чего затор перекачивают на фильтрование.

Трехотварочный способ затирания. Данный способ применяют в основном для приготовления темных сортов пива и при переработке плохо  растворенного солода с целью  повысить выход экстракта.

Смешивание дробленого солода и воды осуществляют так же, как и в начале затирания, с одной или двумя отварками. Температуру воды определяют с таким расчетом, чтобы температура затора была 36-45С. После тщательного перемешивания 1/3 затора(густая часть) отбирают в отварочный котел ( первая отварка). Первую отварку нагревают до кипячения с паузами: 50С(5-10мин), 63С( 20-30 мин), 70С(15-20мин). Продолжительность отварки для светлых сортов пива составляет 25-30 мин, для темных- 40-50мин. Более длительное кипячение способствует улучшению осахаривания затора, усилению интенсивности его цвета.

После кипячения отварку медленно перекачивают в заторный котел, при  этом температура общего затора повышается до 50-54С. Через 15 мин из заторного котла снова забирают 1/3 густой массы на вторую отварку. Вторую отварку ведут по- другому. Вначале отварку медленно нагревают до 70С, а затем быстро до кипения и кипятят 15 мин. Возвратом второй отварки в заторный котел поднимают температуру общего затора до 63-68С. Для солода с повышенной продолжительностью осахаривания затор выдерживают при температуре 63-68С в течении 20 мин. за это время затор полностью осахариваеися, и достигается необходимое соотношение между белками и крахмалами и продуктами их гидролиза.

Цель третьей отварки состоит  в повышении температуры всего затора и инактивации ферментов. Поэтому на третью отварку необходимо отбирать жидкую часть затора, где концентрация ферментов более высокая. Для этого выключают мешалку, дают затору отстояться ( осесть пивной дробине) и затем 1/3 затора( жидкая часть) спускают в отварочный котел, где отварку быстро нагревают до кипения и кипятят 10-20 мин. далее отварку возвращают в заторный котел. После перемешивания температура всего затора устанавливается 75-78С. После полного осахаривания затор перекачивается на фильтрование.

Анализируя способы отварки, можно  отметить следующее: одноотварочный способ не дает нужной экстрактивности, а трехотварочный- более трудоемок и продолжительнее  по времени. Поэтому наиболее широкое  применение получил двухотварочный способ. Сусло полученное по двух- и трехотварочному способу лучше осветляется перед сбраживанием. Карамельный солод подают в заторный котел одновременно с основным солодом, а жженый солод вводят в затор во время возврата последней отварки в заторный котел.

Переработка несоложеного зерна и применение ферментных препаратов.

Обоснование применения несоложеного зерна при затирании.

При затирании несоложеное зерновое сырьё применяется в тех случаях, когда это предусмотрено по рецептуре, для придания определенным сортам пива (Московское, Ленинградское, Ячменный колос и др.) характерного вкуса или для экономии дорогостоящего, дефицитного ячменного солода и снижения себестоимости пива.

Например, рисовую муку или сечку  используют пери приготовлении сортов пива Московского и Ленинградского в количестве соответственно 20% и 10% к массе зернового сырья; ячменную муку- для приготовления пива Ячменный колос (15%) и наиболее массового сорта пива – Жигулевского ( до30%).

В качестве заменителей солода в  Жигулевском пиве используют ячмень, рис, кукурузную крупу, кукурузный крахмал, глюкозный и ячменный сиропы, крахмальную патоку, тростниковый сахар- сырец. В отечественном пивоварении основным несоложеным зерновым сырьем является ячмень, так как по своему составу он близок к ячменному светлому солоду, содержит β-амилазу и протеазу. При замене части солода ячменем экономится зерно в натуре, так как при солодоращении потери сухих веществ в сплаве, на дыхание, образование ростков довольно значительные( 10-11% к массе зерна). Поэтому использование несоложеного зерна вместо солода- это решение одной из задач по созданию малозатратной технологии. Требования к качеству несоложеного ячменя значительно ниже, чем к ячменю для солодоращения, разрешается использовать низкосортный ячмень, в том числе и кормовой. Обычно в солоде ферментов несколько больше, чем их требуется для расщепления нерастворимых компонентов солодового зерна, т.е. в солоде имеется избыток ферментов, с помощью которых можно дополнительно переработать в заторе несоложеное зерно. Например, при использовании солода удовлетворительного качества можно до 15% его заменить несоложеным ячменем без ухудшения вкуса пива, а для солода хорошего растворения - до30%.

Применение больших количеств  несоложеных материалов требует  внесения ферментных препаратов микробного происхождения. Из них для использования в пивоварении разрешены Амилосубтилин Г10х, Амилоризин Пх, Цитороземин Пх и комплексные ферментные препараты, так называемые композиции (МЭК).

Затирание солода и несоложеных  материалов без ферментных препаратов. Приготовление затора для Жигулевского пива с заменой 15% солода несоложеными материалами. Количество добавляемого несоложеного зерна определяют с учетом влажности и экстрактивности солода и несоложеных материалов.

В заторный котел набирают воду, засыпают все размолотые несоложеные зернопродукты и 1/3 солода, устанавливая начальную температуру затирания 52оС. При необходимости проводят подкисление затора молочной кислотой. Затор при 52С выдерживают 20мин ( белковая пауза), затем подогревают до 63С и выдерживают еще 20 мин ( мальтозная пауза). Далее температуру повышают до 70-72С, прекращают подогревание и выдерживают затор при этой температуре 20 мин, затем его быстро нагревают до кипения и кипятят 30-40 мин. Этот затор называют первой отваркой или несоложеным затором.

К началу кипения первой отварки  в заторном котле начинают затирать оставшиеся 2/3 части солода при температуре 52С и выдержке 10 мин. Так получают солодовый затор. К солодовому затору медленно начинают перекачивать первую отварку, после чего температура всего затора становится 63-65С. После выдержки 20 мин при этой температуре 1/3 общего затора перекачивают в отварочный котел (вторая отварка). Вторую отварку медленно (1оС в 1мин) подогревают до 70-72оС, осахаривают при этой температуре 10-15 мин, быстро доводят до кипения и кипятят 10-15 мин.

После возврата второй отварки температура  всего затора устанавливается 75оС, при этой температуре затор выдерживают  до полного осахаривания и перекачивают на фильтрование.

Приготовление затора для Жигулевсого  пива с применением повышенного  количества несоложеных материалов. При переработке повышенного  количества несоложеных материалов (до 50%) необходимо использовать солод  с высокой ферментативной активностью  либо применять специальные технологические приемы.

Например, затирание по интенсивному способу с кипячением 50% зернового  сырья проводят в одном заторном котле в две стадии. На первой стадии затирают все несоложеные  материалы и часть солода ( например, 40% ячменя и 10% солода). Для этого в заторный котел набирают четырехкратное количество воды к массе зернового сырья на этой стадии. Начало затирания проводится при 40С. После выдержки при этой температуре в течении 20 мин затор нагревают до кипения с паузами при 63С и 70-72С по 20-30 мин каждая. Кипятят затор 30 мин.

На второй стадии в горячий затор  добавляют холодную воду в четырехкратном количестве к массе оставшегося  солода, добавляемого на этой стадии, снижая температуру до 54-55С, затем засыпают солод. При этом температура снижается до 52С. После выдержки 20 мин массу подогревают до 70-72С, оставляют в покое до полного осахаривания, нагревают до 75-77С и перекачивают на фильтрование.

Затирание солода и несоложеных  материалов с применением ферментных препаратов. Ферментные препараты со стандартной активностью дозируют в зависимости от количества несоложеного ячменя.

Таблица 1.- Расход ферментного препарата

             Затирание с применением Цитороземина Пх Этот ферментный препарат катализируент в основном гидролиз некрахмальных полисахаридов ячменя, поэтому затирание начинают при 40оС и рН 5,6-5,8.

Несоложеный ячмень подвергают предварительной  обработке по двухотварочному способу. В начале в отварочный котел набирают четырехкратное количество ( к массе обрабатываемого на этой стадии зерна) воды температурой 42-43оС. При работающей мешалке вводят всю ячменную муку, 10% солода от всего сырья, ¾ части Цитороземина Пх, расходуемого на затор, и при необходимости молочную кислоту. Заторную массу тщательно перемешивают, температура её должна быть 40оС., и при этой температуре выдерживают 1 час. Затем медленно ( 1С в 1мин) нагревают до 70оС, быстро доводят до кипения и кипятят 30 мин. Все операции проводят при работающей мешалке. Эту часть затора называют несоложеной частью затора.

В тот момент, когда температура  несоложеного затора в отварочном котле  достигнет 70 оС, начинают затирание  в заторном котле оставшегося солода, ¼ Цитороземина Пх водой температурой 42-43оС с тем, чтобы температура смеси была 40С. При этой температуре затор выдерживают 45-60 мин, получая солодовый затор. К этому времени закончится кипячение несоложеной части затора.