Проект цеха по производству темного пива и бирмиксов "Вишня", "Апельсин" производительностью 4000 дал/сутки

0

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Проект цеха по производству темного пива и бирмиксов "Вишня", "Апельсин" производительностью 4000 дал/сутки

  

Аннотация

 

Пояснительная записка содержит  страниц 145, в том числе 40 таблиц,  39 источников, 4 приложения. Графическая часть выполнена на 11 листах формата А1.

В данном проекте изложены основные положения и проведен расчет сырья, оборудования, объемом выпуска продукции 4000 дал/сут. Детально рассмотрены основные этапы технологического производства пива с использованием современного оборудования.

Предусматривается применением высокопроизводительного оборудования, позволяющего снизить трудоемкость производства, повысить производительность труда. Используемая технология способствует снижению себестоимости товарной продукции, обеспечивает прибыль от продаж, улучшает качество готового пива и может в полном объеме удовлетворить потребности потребителя.  

 

                

 

Summary

 

The Explanatory note contains the pages 145, but that tables 40, the sources 39, exhibits 4. The Graphic part was run for 11 sheets of the format A1.

In given project are stated main positions and is organized calculation cheese, equipment, supply and the main technician- economic.

 Of the factors of the shop on production classical beer "ZHigulevskoe", volume production output 4000 gave/merge. Detailed are considered main stages technological production beer with use the modern equipment.

Is the large powered equipment Provided by using, allowing reduce labour content a production, raise capacity of the labour. Used technology promotes the reduction to prime cost to marketable products, provides profit from sale, perfects the quality ready beer and can on all amounts satisfy need of the consumer.  

 

 

 

 

 

    

Лист

 

 

 

 

 

  5

Изм.

Лист

№ докум.

 Подпись

Дата

                

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………10

1 Современное состояние производства пива в России……………………............14

2 Технологическая часть……………………………………………………………...16

2.1 Сырье для производства темного, светлого пива и бирмикса............................16

2.2 Ячмень……………………………………………………………………………..16

2.2.1 Химический состав зерна ячменя……………………………………………...17

2.2.2 Сорта пивоваренного ячменя и его технологическая оценка………………..20

2.3 Хмель………………………………………………………………………………24

2.3.1 Химический состав хмеля...................................................................................26

2.3.2 Обработка и хранение шишкового хмеля…………………………..…............29

2.4 Солод........................................................................................................................30

2.4.1 Виды ячменного солода.......................................................................................31

2.5 Вода……………………...………………………………..……………………….35

2.5.1 Фильтрование воды.............................................................................................36

2.5.2 Обезжелезивание воды........................................................................................36

2.5.3 Умягчения воды………………………………………………………...............36

2.5.4 Обеззараживания воды…………………………………………………………37

2.5.5 Требования к воде после водоподготовки…………………………………….38

2.6 Ферменты………………………………...…………………………………..........38

2.7 Дрожжи…………………………………...………………………………………..39

2.8 Вишневый сок………………………………..……………………………………39

2.9 Апельсиновый сок……………………………..………………………….………41

2.10 Сахар……………………………..……………………………………………….42

2.11 Описание принципиально-технологической схемы производства пива…….43

2.11.1 Очистка солода………………………..……………………………....……….44

2.11.2 Дробление солода……………………………...………………………………44

2.11.3 Затирание и осахаривание затора……………………………...…………......44

2.11.4 Фильтрование затора……………………………..……………………….......47

2.11.5 Кипячение сусла с хмелем……………………………………..…………......47

2.11.6 Отделение сусла от хмелевой дробины……………………………………...48

2.11.7 Осветление и охлаждение сусла………………………………..……..……...49

2.11.8 Сбраживание пивного сусла……………………………….…………..…......49

2.11.9 Дображивание и созревание пива…………………….…………..…………..51

2.11.10 Осветление пива……………………………………..……….……................52

2.11.11 Пастеризация пива………………………………………………...................53

2.11.12 Фильтрование пива…………………………….……………..………...........53

2.11.13 Карбонизация пива………………………………………………….………..54

2.11.14 Розлив пива…………………………………………………….……………..54

2.11.15 Укупорка……………………………………………………………….……..55

2.11.16 Этикетировка………………………………………………………..……..…55

2.11.17 Бракераж……………………………………………………………………...55

2.11.18 Упаковка………………………………………………………………….......55

 

 

 

 

 

        

Лист

 

 

 

 

 

 6

Изм

Лист

№ докум.

 Подпись

Дата

 

 

 

2.11.19 Хранение…………………………………………………………………...…55

2.12 Расчет продуктов производства пива и бирмикса…………………………….56

2.12.1 Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернового сырья……………………………………………………………….……………..57 

2.12.2 Определение промежуточных продуктов и готового пива……….………...60

2.12.3 Определение расхода хмеля………………………………….………….…....64

2.12.4 Определение количества отходов…………………………………..…..…….64

2.12.5 Расчет тары и вспомогательных материалов при производстве пива...........66

2.13 Расчет и выбор оборудования для производства пива и бирмикса………..…68 

2.13.1 Оборудование для приема и хранение зерна…………………………...……68

2.13.2 Оборудование дробильно-полировочного отделения…………………........68

2.13.3 Оборудование варочного цеха………………………………………………..69

2.13.4 Оборудование для осветления и охлаждения сусла………………....….......71

2.13.5 Оборудование цеха брожения и дображивания………………….….……....71

2.13.6 Оборудование для розлива пива………………………………….…….….....73

2.14 Описание машино-аппаратурной схемы производства пива и бирмикса…...74

2.14.1 Водоподготовка…………………………………………………….…….…....76

2.14.2 Обработка и хранение сухого солода……………………………….….….....77

2.14.3 Дробление солода……………………………………………………...……....77

2.14.4 Затирание и осахаривание затора…………………………………….…..…..77

2.14.5 Фильтрование затора………………………………………………..…..…….78

2.14.6 Кипячение сусла с хмелем………………………………………………....…78

2.14.7 Отделение хмелевой дробины………………………………………..…..…..79

2.14.8 Охлаждение и осветление пивного сусла………………………………........79

2.14.9 Разведение дрожжей чистой культуры………………………………..….….80

2.14.10 Брожение и дображивание пивного сусла………………………………….81

2.14.11 Осветление пива………………………………………………………..….....82

2.14.12 Карбонизация пива……………………………………………………...........83

2.14.13 Розлив пива…………………………………………………………….…..…83

2.14.13.1 Мойка тары………………………………………………………….……...83

2.14.13.2 Розлив пива в тару……………………………………………….….……...84

3 Строительная часть………………………………………………………….……....87

3.1 Ограждающие элементы покрытий…………………………………………....…87

3.2 Наружные стены…………………………………………………………………..88

3.3 Внутренние стены и перегородки………………………………………………..89

3.4 Двери, ворота, проезды…………………………………………………………...89

3.5 Полы…………………………………………………………………………….….89

3.6 Колонны…………………………………………………………………………...90

3.7 Ригели……………………………………………………………………………...90

4 Энергетическая часть……………………………………………………………….91

4.1 Электроснабжение………………………………………………………………...91

4.2 Определение расчетных мощностей силовых электроприемников……………91

4.3 Расчет электрического освещения………………………………………….……93

4.4 Определение мощности и выбор компенсирующих устройств (КУ)………….97

 

Лист

   7

 

 

 

4.5 Определение мощности и количества трансформаторов на подстанции.........98

4.6 Определение годового потребления электроэнергии предприятием………....98

5 Безопасность труда………………………………………………………………..100

5.1 Анализ опасных и вредных факторов на производстве…………………........101

5.2 Расчет защитного заземления…………………………………………………..103

5.3 Возможность чрезвычайной ситуации в аммиачно-компрессорном цехе…..106

5.3.1 Расчет времени противопожарной эвакуации людей из помещений, опасных с точки зрения пожара……………………………………………………………107

6 Экология и охрана окружающей среды…………………………………………110

6.1 Источники и состав загрязнения окружающей среды………………………..110

6.2 Расчет проекта ПДС сточных вод……………………………………………...113

7 Экономическая часть……………………………………………………………...121

7.1 Основные технико-экономические показатели производства темного пива и бирмикса и организация производства на предприятии………………………121

7.1.1 Экономико-географическая характеристика района строительства предприятия……………………………………………………………………...121

7.1.2 Источники поступления сырья………………………………………………121

7.1.3 Энергоснабжение предприятия…………………………………….………...121

7.1.4 Водоснабжение и теплоснабжение предприятия…………………….……..121

7.2 Расчет технико-экономических показателей………………………………….122

7.2.1 Расчет планового рабочего периода…………………………………………122

7.2.2 Расчет выпуска продукции за год……………………………………………123

7.2.3 Расчет стоимости товарной продукции…………………………...................123

7.2.4 Расчет производительности труда по товарной и стоимостной продукции…………………………………………………………………………124

7.2.5 Расчет стоимости сырья………………………………………………………124

7.2.6 Расчет расходов на получение сырья………………………………….……..125

7.2.7 Расчет статьи «Сырье»………………………………………………………..125

7.2.8 Калькуляция статьи «Сырье»………………………………………………...126

7.2.9 Расчет статьи «Заработная плата»…………………………………………...126

7.2.10 Расчет стоимости технологического оборудования……………….…........127

7.2.11 Расчет затрат на содержание и эксплуатацию оборудования………….…129

7.2.12 Расчет стоимости топлива…………………………………………………..129

7.2.13 Расчет затрат на воду и пар, используемые в производстве……………...129

7.2.14 Расчет затрат на энергоносители…………………………………………...130

7.2.15 Расчет цеховых расходов………………………………………………........130

7.2.16 Расчет общезаводских расходов……………………………………………130

7.2.17 Расчет коммерческих расходов…………………………………………..…131

7.2.18 Амортизация строительной части……………………………………….….131 

7.2.19 Полная калькуляция себестоимости продукции…………………………..132 

7.2.20 Определение прибыли………………………………………………………132

7.2.21 Расчет затрат на рубль товарной продукции………………………………132

7.2.22 Капитальные вложения……………………………………………………...133

7.2.23 Сводная смета стоимости строительства…………………………………..134

 

 

Лист

  8

 

 

 

7.2.24 Определение рентабельности предприятия и рентабельности продукции…………………………………………………………………….…..134

7.2.25 Определение срока окупаемости……………………………………….…...135

7.2.26 Определение эффективности капитальных вложений……………….……135

7.2.27 Определение налога на добавленную стоимость (НДС)…………….….…135

7.2.28 Налог с продажи продукции (акцизы)……………………………….……..136

7.2.29 Основные технико-экономические показатели…………………….……....136

7.3 Выводы и предложения………………………………………………………....137

Заключение……………………………………………………………………….….138

Список используемых источников…………………………………………………139

Приложение А Спецификация машинно-аппаратурной схемы.............................141

Приложение Б Экспликация помещений…………………………………………..143

Приложение В Ассортимент и показатели качества пива………………………..144

Приложение Г Ассортимент и показатели качества бирмикса…………………..145

 

Лист

  9

 

 

 

Введение

 

Пиво – напиток очень древний, и его историю благодаря раскопкам и археологическим наход­кам можно проследить на протяжении почти 5000 лет. Самое древнее упоминание пива встре­чается в шумерской (Месопотамия) клинопи­си, датируемой 2800 г. до нашей эры, где говорится о ежедневном рационе работников, состоявшем из пива и хлеба.

Дальнейший расцвет пивоварение получи­ло в древнем Египте, что засвидетельствовано в многочисленных рисунках и других архео­логических находках. Здесь нужно заметить, что уже тогда пиво не содержало опасных для человека микро­организмов, и что даже вода, зачастую небе­зупречная, могла обеззараживаться благодаря брожению и образованию в пиве натуральных кислот. Поэтому пиво в течение многих столетий явля­лось ежедневным средством утоления жажды как для господ, так и для простых людей.

В Европе пиво было любимым напитком уже у древних германцев, а также у скифов и кельтов. Как и повседневная пища, пиво ва­рилось в домашнем хозяйстве женщинами – ведь варка пива и выпечка хлеба считались женской работой у всех первобытных народов.

В монастырских пивоварнях уже в сред­ние века произошел переход к товарному пи­воварению, то есть пиво готовилось уже не только для собственных потребностей, но и на продажу. Одновременно пивоварение превратилось в мужскую профессию и оставалось таковой во все последующие времена вплоть до наших дней. В XIV веке в каче­стве единственной пряности для изготовления пива начали применять хмель (прежде приме­няли смесь различных пряностей, которую на­зывали «грут» – «Grut»).

В Германии в средние века условия для при­готовления пива на севере существенно отли­чались от условий на юге. На севере право на пивоварение являлось «городским». Осуще­ствлялось оно в крупных городах, таких как Бремен, Гамбург или Эйнбек. На юге Герма­нии в XIV веке происходит постепенный пе­реход от домашней варки пива к «профессио­нальной». При этом в городах на пивоваров оказывали существенное административное воздействие, выражавшееся в том, что право на пивоварение стало монаршей привилеги­ей. Это имело особое значение в связи с тем, что в южногерманских землях в раннем сред­невековье пивоварение становится наиболее распространенным ремеслом.

 В XV веке положение пивовара как ремес­ленника укрепляется, но ограничивается боль­шим числом законоположений, особенно в южной Германии. Организация ремеслен­ного производства, качество конечного продук­та и его сбыт должны были соответствовать жестким административным требованиям, которые включали в себя даже положение о ценах на дрожжи и надзор за их качеством. Эти требования учитывали прежде всего интересы пекарей, получавших эти дрожжи от пивова­ров, так как в то время и в дальнейшем монопо­лией на приготовление дрожжей обладало пивоваренное

 

Лист

 10

 

 

производство. Неурожай и другие обстоятельства иногда из-за недостатка привычного сырья вынужда­ли применять другие сырьевые продукты. Так, хмель иногда заменяли горькими травами, при приготовлении пива примешивали хлебное зерно или перерабатывали более дешевый овес. В связи с применением некоторых травзаме­нителей могла возникать опасность для здоровья людей, поэтому во избежание этого административно было установлено, что для приготовления пива может применяться только вода, хмель и солод.

 С 1906 г. этот «Указ о чистоте» имеет в Германии силу закона для приготовления пива низового брожения. В соответствии с ним пиво должно изготовляться из ячменного солода, хмеля и воды.

Целью законодательного регулирования было обеспечение граждан продукцией в возрастающем объеме по доступной цене. На этой основе советы городов регламентировали изготовление продукции в интересах защиты потребителей и устанавливали цены в соответствии с качеством продукции. Поэтому «Указ о чистоте» можно считать первым в мире законом о защите прав потребителей.

Тридцатилетняя война отбросила развитие пивоварения назад. Одновременно с введением в обиход новых напитков, таких как чай и кофе, выпуск пива существенно сократился. Позднее во всей Германии и в Богемии (Чехии) начинает получать признание темное лагерное (от нем. «lagern» – хранить, выдерживать) пиво низового брожения под названием «баварское пиво». Чтобы противостоять проникновению этого пива, за пределами Баварии были построены пивоварни, производившие его на местах.

Изобретение Джеймсом Уаттом в 1765 г первой паровой машины послужило своего рода «краеугольным камнем» для введения в пивоваренное производство новой техники.

  Изобретение в 1871 г. и применение в 1876 г. Карлом фон Линде холодильной машины, а также развитие сети железных до­рог в последующие десяти­летия привели во всех раз­витых странах к созданию новых и реконструкции ста­рых крупных пивоварен.

 Француз Луи Пастер фактичес­ки отец современной микробиологии, показал, что процессы брожения – это результат дея­тельности микроорганизмов. Он сформули­ровал тезис «La fermentation est la vie sans l'oxygene» («Брожение – жизнь без кислоро­да»), и именно ему мы обязаны не устареваю­щими знаниями о брожении и предпосылках для получения стойкого пива (1860 г).

 Благодаря работам Эмиля Христиана Хансена, который в 1883 г. в Карлс-бергской лаборатории (г. Копенгаген) разра­ботал метод получения чистой культуры дрож­жей, усовершенствованный позднее в 1893 г. Паулем Линднером в его «капельном методе», были заложены основы для биологически бе­зупречных методик и дана возможность полу­чать чистые расы дрожжей и снижать влия­ние контаминантов. Тем самым появились предпосылки для победоносного шествия светлого пива, кото­рое все больше вытесняло преобладавшее по­всеместно темное баварское. Так, в 1842 г в Пльзене, в

 

Лист

 11

 

 

 

­бюргерской пивоварне «Бюргерлихе Браухаус» (позднее Pilsner Urquell) был раз-работан исходный тип пильзеньского пива, которое широко распространилось

по Европе. До сих пор в Германии пиво пильзенского типа «Pilsner» – наиболее потребляемое. В 1875 г. Адольф Буш предложил на американский рынок выпускавшееся по аналогичной техно­логии на его заводе (Anheuser-Busch) пиво Budweiser (Будвайзер), известную сегодня во всем мире и знаменитую торговую марку пива. Наряду с этим в разных странах создавались и развивались светлые сорта «лагерного» пива, с которыми сегодня идентифицируется большинство сортов пива.

С середины XIX века в Европе и Америке было основано много промышленных пиво­варенных предприятий, а старые пивоварни были модернизированы. Вместе с тем очевид­но, что в тот период ручной труд применялся еще очень широко. Многие из возникших тогда пивоваренных предприятий являются сегодня промышленны­ми гигантами с четко выраженным производ­ственным профилем.

В США развитие пивоварения было тесно связано с заселением страны иммигрантами из Европы. Первые пивоваренные заводы воз­никли на восточном побережье США, и уже затем, в связи с основанием больших городов и развитием железнодорожной сети, распрос­транились по всей территории страны.

Во второй половине XIX века в промыш­ленном пивоварении произошел прорыв и в других странах. В результате бурного разви­тия отрасли возникла и начала преподавать­ся наука о пивоварении. В некоторых стра­нах, производящих пиво, появились сначала исследовательские лаборатории и институты, которые впоследствии расширились до учеб­ных заведений по пивоварению. Уже в 60-70-е гг XIX веке пивовары, особенно американс­кие, признали экономические выгоды добав­ления кукурузной муки или рисовой сечки. Благодаря совершенствованию оборудования и технологии переработки несоложеного сы­рья был создан новый тип пива, завоевавший международное признание.

В США в 1919 г в связи с введением сухо­го закона (Prohibition Act) по пивоварению был нанесен тяжелый удар. В этот период пи­воваренные заводы смогли «удержаться напла­ву» только благодаря так называемому  «Питательному пиву» (Nahrbier). Из-за этого сухого закона, отмененного лишь в 1933 г, рас­цвела контрабанда алкогольных напитков и усугубилась криминальная обстановка, так что результат от действия данного закона можно оценить как негативный. В этой связи следует отметить, что некоторые ограничения на изготовление и потребление содержащих алкоголь напитков действуют до настоящего времени (например, в скандинавских стра­нах).

  За последние 150 лет произошли револю­ционные изменения и на пивоваренных пред­приятиях. После появления холодильных ма­шин следующим крупным достижением яви­лось применение Лоренцем Энцингером фильтрования пива (1879 г). С тех пор стало возможным отфильтровывать пиво до блес­ка – фильтруя сначала через фильтрмассу, а

 

Лист

 12

 

 

 

затем через кизельгур и другие материалы. С помощью применения соответствующих стабилизирующих средств стало возможным обеспечить

весьма продолжительную стой­кость пива и тем самым производить его неза­висимо от времени потребления.

Благодаря появлению пивных бутылок, а позднее банок, а также массовому использо­ванию пивного стекла вместо преобладавших непрозрачных керамических кружек вошло в моду светлое пиво – вместо обычного ранее темного (не только в пивных, но и для домаш­него потребления).

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 13

 

 

 

1 Современное состояние производства пива в России

 

Российское пивоварение сегодня – одно из самых рентабельных и эффективных производств. Сейчас в России около 750 пивоваренных предприятий, из них 324 составляют крупные и средние предприятия, на долю которых приходится 90 % общего объема производства. Уровень рентабельности пивоваренного производства составляет минимум 30 % (РБК). Мощности по производству пива в целом по России используется на 78,3 %, что позволяет и в дальнейшем увеличивать объемы. В настоящее время, по данным Союза российских пивоваров (СРП), доля России в мировом объеме производства пива составляет 5 %, доля Европы – 27,5 %, Америки – 34,4 %, Азиатско – Тихоокеанского – 28,1 %, Африки – 4,9 %. Пивоваренный рынок страны характеризуется высоким уровнем концентрации капитала – 8 пивоваренных компаний контролируют 87 % рынка. Более 60 % пива в России производят предприятия, входящие в состав транснациональных корпораций. В РФ присутствуют практически все мировые производители пива: скандинавский Baltik Beveregs Holding AB (BBH), норвежско - датский Carlsberg Bereveries A/S, бельгийский Inbev и т. д. Реализация высокоэффективных конкурентных стратегий, включающих мероприятия по выводу новых марок, рестайлинг существующих брендов, оптимизацию систем дистрибуции, позволила компаниям существенно улучшить свои производственные и экономические показатели в 2006 г. Крупные производители располагают достаточными внутренними ресурсами, чтобы нейтрализовать неблагоприятные внешние факторы. По итогам первого квартала 2006 г. Федеральная служба государственной статистики (Росстат) зафиксировала общее снижение производства пива. Согласно данным Росстата, в первом квартале 2006 г. было произведено 201,6 млн дал пива. Для сравнения в первом квартале 2005 г. было произведено 203,6 млн дал Таким образом, общее падение производства по отрасли составило в первом квартале 2006 г. 0,6 %.

Пивоваренная промышленность в последние годы стабильно наращивает темпы производства и уверенно развива­ется. В 2007 г. произведено 1159,7 млн дал пива, или 115,9 % к уровню 2006. К уровню 2000 г. производство пива увеличено в 2,3 раза. Мощности по производству пива в целом используются на 77 %, что позволяет и в дальнейшем увеличивать объемы производства. Сред­недушевое потребление пива составило порядка 80 л. Россия входит в пятерку ведущих производителей пива в мире, однако еще значительно уступает США и европейским странам по потреблению пива на душу населения.

Наиболее характерная тенденция раз­вития пивоваренного производства – его высокая концентрация. Отрасль разви­вается за счет привлечения частных оте­чественных и иностранных инвестиций, применения новейших технологий про­изводства, современных метопов органи­зации производства и сбытовой деятель­ности.

Основные производители пива в Рос­сии – пивоваренные компании: «Балти-

 

Лист

 14

 

 

 

ка», «Вена», «Хайнекен» (Санкт-Пе­тербург), «Очаково», «Эфес» (Москва),  «Ярпиво» (Ярославль), «Клинский пивкомбинат» (Московская обл.), «Красный Восток» (Республика Татарстан), «Винап» (Новосибирск), «Пикра» (Красно­ярск) и др.

За последние годы сделан значитель­ный скачок в обеспечении отрасли со­лодом отечественного производства. В настоящее время промышленность обеспечена им на 85 против 30 % в 2000г. Производство солода выросло до 1.5 млн т (более чем в 3 раза). Этому способствовала реализация принятой и 2002г. отраслевой целевой программы но обеспечению производства пивова­ренного ячменя и солода в Российской Федерации.

Основной вклад в достижение этих показателей внесли сами пивоваренные компании, которые построили и ввели в эксплуатацию солодовенные заводы. Это пивоваренные компании «Балтика», «Очаково», «Эфес» и др. Все построен­ные солодовенные заводы оснащены вы­сокопроизводительным оборудованием с применением современных технологий производства солода.

В то же время еще не удалось решить проблему увеличения отечественного производства хмеля. Его потребность почти полностью удовлетворяется за счет импорта преимущественно из Германии, США и Чехии. Главное направление в раз­витии отрасли хмелеводства – создание и внедрение в производство новых высо­коурожайных сортов хмеля, применение новых современных технологий по его возделыванию и переработке.

Использование высокопроизводительных линий розлива, почти полностью исключаю­щих доступ в пиво воздуха, обеспечивает се­годня сохранение исходного качества пива в течение долгого времени. В последние годы были получены существенные знания, раскры­вающие проблему стойкости вкуса пива.

Однако важным является не только каче­ство пива — становится все очевиднее, что для побуждения покупателя к его приобретению пиву необходимо придавать безупречный то­варный вид.

Этикетка на бутылке по своей форме, цве­товой гамме и выразительности должна при­влекать внимание к единственной в своем роде продукции.

Не только бутылка, но и особое пивное стек­ло самим фактом своего существования напо­минает об огромных кружках с ручкой, кото­рые изредка еще встречаются в отдельных от­крытых торговых точках и пивных. Отличаясь собственным пивоваренным декором, оно сво­им видом и дизайном отражает «философию торговли» пивоваренного предприятия лишь данным сортом пива. Кружка с крышечкой и подставкой, налитая дополна и привлекатель­но украшенная, призвана дарить радость от напитка как в ресторане, так и дома — в конце концов мы «пьем и глазами». Выработанная веками культура потребления должна присут­ствовать везде.

Бурное развитие производства пива во многих странах убедительно свидетельствует о том, что человек не ослабил своего внимания к этому напитку, разработав необозримое ко­личество его рецептур, видов и марок.

 

 

Лист

 15

 

 

 

2 Технологическая часть

 

2.1 Сырье для производства темного, светлого пива и бирмикса

 

Основными видами сырья для производства пива являются ячменный солод, хмель и вода, от их качества и подготовки зависят вкусовые, питательные, другие потребительские свойства пива. В производстве пива, помимо  основного сырья используют: пшеница, дрожжи, несоложеные материалы, ферментные препараты.

 

2.2 Ячмень

 

Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод, который получают из пивоваренных сортов ячменя. Посевы ячменя широко распространены в нашей стране и занимают большие площади.

Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум (Hordeum salivum), в котором есть два вида: двухрядный и многорядный (шестирядный). Двухрядные ячмени бы­вают в основном яровыми, а шестирядные - озимыми и яровыми.

Двухрядные ячмени имеют на коло­совом стержне по обе стороны от него по одному нормально развитому зерну и несколько неразвившихся. При таком расположении зерна двухрядного ячменя хорошо развиваются, вы­растают крупными и одинакового размера. Боковые зерна шестирядного ячменя имеют неправильную изогнутую  форму и более мелкие.

Шестирядные ячмени используются на карм скоту, их называют фуражными, а двухрядные – для производства  пива, поэтому их называют пивоварен­ными. У пивоваренных сортов ячменя  оболочка зерна более тонкая, содержа­ние экстракитных веществ (в основном крахмала) больше, а белка меньше, чем у кормовых ячменей.

Строение ячменного зерна. Ячмен­ное зерно состоит из зароды­ша, эндосперма (мучнистого тела)  и оболочек.

Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародыше­вого листа,  почечки  и зародыше­вого корешка. Зародыш является основной частью зерна, ответствен­ной за его проращивание. От эндосперма зародыш отделен щитком, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества.

Эндосперм – мучнистая часть зерна. Основная масса эндосперма – круп­ные клетки, заполненные крахмальны­ми зернами и белком. Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма пред­ставляет собой алейроновый слои, ко­торый состоит из трех слоев толсто­стенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зароды­шу толщина слоя уменьшается, а вблизи зародыша алейроновый слой исчезает. Клетки эндосперма, расположенные рядом с зародышем, не содержат крахмала, так как он был и расходован зародышем при созревании и хранении  зерна. В этом слое во время

 

Лист

 16

 

 

 

прорастания зерна образуется большая часть ферментов. Клетки алейронового слоя живые (также как у зародыша), а остальные клетки эндосперма  являются  резервными для развития зародыша.

Оболочки. Зерно окружено оболоч­ками, которые располагаются в следующем порядке: наружная — цветочные пленки под ними находится, плодовая, зачем семенная оболочка. Если цветочные пленки срослись с зерновкой (эндосперм), такой ячмень называется пленчатым, если не срослись, то голозерным. В пивоварении используется пленчатый ячмень. Оболочки защищают зерно от повреждения, пропускают внутрь воду, но задерживают соли. В большом количестве в них содержится целлюлоза, не имеющая значении в пивоварении. Некоторые вещества оболочек (полифенольные, азотистые, жир, кремниевая кисло­та, горькие вещества) влияют на качество пива.

 

2.2.1 Химический состав зерна ячменя

 Сухое вещество ячменя представляет со­бой сумму органических и неорганических веществ. Органические – это в основном белки и углеводы, а также жиры, полифенолы, орга­нические кислоты, витамины и др. Неорганические – это фосфор, сера, кремний, калий, натрий, магний, кальций, железо, хлор. Неко­торая часть этих элементов связана с органическими соединениями.

Средний химический состав ячменного зерна, % на сухое вещество:  Крахмал  45-70; белок 7 – 26; сахароза 1,7 – 2,0; целлюлоза 3,5 – 7,0; жир 2 – 3; зольные элементы 2 – 3.

В массе зерна компоненты распределяются неравномерно. Наи­большее количество углеводов находится в эндосперме, жиры, азотистые и минеральные вещества — в зародыше, целлюлоза — в оболочке.

Углеводы, находящиеся в зерне, представлены моносахаридами, дисахаридами, трисахаридами, полисахаридами.

Моносахариды это глюкоза и фруктоза, у которых химичес­кая формула одинаковая (C6H12O6), но структура молекул разная, и ксилоза.  Дисахариды в зерне в основном находятся в виде сахарозы и мальтозы. Трисахариды –   представлены раффинозой. Моно-, ди- и трисахариды находятся в зародыше и в эндосперме, хорошо растворяются в воде. Они, являясь питанием для зародыша, благотворно влияют на прорастание зерна.

Полисахариды зерна это крахмал, гемицеллюлозы, целлюлоза, гумми и пектиновые вещества. Но основную часть полисахаридов ячменя составляет крахмал. Крахмальные зерна величиной 5 – 30 мкм, входят в состав эндосперма. В крахмале содержится около 3% приме­сей (белки, жиры, минеральные вещества). Молекула крахмала  состоит из остатков молекулы  глюкозы, повторяющихся в молекуле крахмала х раз. У ячменей с хорошими пивоваренными свойствами крахмальные зерна крупнее.

Крахмал – это смесь полисахаридов: амилозы и амилопектина. В ячменном крахмале приблизительно 20% амилозы и 80% амилопектина. Под действием кислот оба полисахарида расщепляются и образуют глюкозу.

 

 

Лист

 17

 

 

 

В холодной воде крахмал не растворяется, но набухает, а при 65 – 80°С он клейстеризуется. С йодом крахмал образует адсорбционный комплекс и дает синее окрашивание.

Целлюлоза  входит в состав оболочки зерна, значение, в воде не растворяется. Под действием кислот целлюлоза распадается до глюкозы. В технологическом процессе ос­тается неизменной.

Гемицеллюлоза  располагаются в оболочке зерна и стенках клеток эндосперма. От крахмала и целлюлозы она отличаются продуктами распада, так как кроме глюкозы под действием кислот образуются пентозы (арабиноза и ксилоза) и уроновые кислоты. Гемицеллюлозы на 80 – 90 % состоят из нерастворимых β-глюканов и на 10 – 20% из пентозанов, частично расщепляющихся при солодоращении. β-глюканы растворимы в воде, обусловливают вязкость сусла и пива, пентозаны в значительно меньшей мере влияют па технологический про­цесс. В воде гемицеллюлозы нерастворимы.

Гемицеллюлозы оболочек зерна и эндосперма содержат 6 и 77% глюкана соответственно, ксилана 76 и 17%, арабана 15 и 6%.

Такое же строение, как и  гемицеллюлозы, имеют гумми-вещества, но у них меньшая молекулярная масса и они растворяются в воде.Однако растворы имеют большую вязкость, что в ходе технологи­ческих процессов замедляет фильтрование заторов.

Азотистые вещества ячменя – это белки, свободные аминокис­лоты; продукты распада белков. Белок, кроме углерода, водорода и кислорода всегда содержит азот. Азот, содержащийся в ячмене во всех формах называют общим азотом, который состоит из белково­го и небелкового. Небелковый азот включает в себя аминный (азот ами­нокислот), аммиачный (содержаний соли органических кислот), минеральный (содержащий соли азотной кислоты), амидный (когда в органической кислоте гидроксил заменяется на аминогруппу, и образуется coединение, имеющее группу —CONH.). Для технологи­ческой оценки ячменя важны растворимый азот  - азот водораство­римых белков и продуктов их распада, азот аминокислот, амидов, и коагулируемый, а также часть азота, входящего в белковые вещества, коалирующие при нагревании.

Молекулы белка построены из остатков аминокислот, содержа­щих одну или две аминогруппы (—NH,) одну или две карбок­сильные группы ( -- СООН). Всего в природе известно около 150 аминокислот, но при построении молекул белка ячменя участвуют только 20 аминокислот: глицин, аланин,  валин. лейцин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, лизин и др.

Белки находятся в алейроновом слое зерна и в эндосперме. Они  разделяются на четыре группы: растворимые в воде и в разбавленных солевых растворах – альбумины (лейкозин); растворимые в paзбавленных солевых растворах, но нерастворимые в чистой воде – глобу­лины (эдестин); растворимые в спирте – проламины (гордеин); ра­створимые в слабощелочных растворах –  глютелины. Молекулярная масса белков колеблется от 26000 до  66000.

Кроме простых белков (протеинов), которых в ячмене около 92%, в зерне содержатся сложные белки (протеиды) – соединение белков с веществами

 

 

Лист

 18

 

 

 

небелковой природы, например фосфорной или нук­леиновой кислотой и др.

При прорастании белки подвергаются расщеплению до аминокис­лот и пептидов, которые используются прорастающим зерном в об­мене веществ и построении новых тканей. Содержание белков в зерне связано с содержанием крахмала: чем больше крахмала, тем меньше белков, и наоборот.

Жиры ячменя составляют 2 – 3%. Находятся в основном в зароды­ше и в алейроновом слое. Часть жира расходуется при проращива­нии зерна. Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот (олеиновой, линолевой, пальмитиновой, стеарино­вой и др.). Жиры имеют большую поверхностную активность, но низкую поверхностную прочность, поэтому являются пеногасителями, отрицательно влияя на пеностойкость. Большая часть жиров при приготовлении сусла остается в дробине и удаляется из техно­логического процесса.

Полифенольные (дубильные) вещества содержатся, в основном, в оболочке зерна и являются нежелательным компонентом экстракта солода, так как имеют неприятный терпкий вкус и могут отрица­тельно влияют на пеностойкость пива.

Минеральные вещества.  В ячмене много фосфатов, входящих в состав фитина, фосфатидов, нуклеиновых кислот, участвующих  в создании буферности пива.

Ферменты – это биологически активные вещества белковой при­роды. Все процессы при развитии зерна, его хранении и проращива­нии происходят под действием ферментов. Действуют ферменты как катализаторы, т. е. ускоряют химические реакции, а сами остаются неизменными.Все ферменты являются активными белками, при на­гревании они денатурируют  и теряют активность.

Ферменты были открыты в 1814  Кирхгофом (Петербург). Он обнаружил превращение крахмала в сахар в ячменном солоде под влиянием амилолитических ферментов.

В ячмене содержится комплекс основных ферментов: амилолитические (α-амилаза, β-амилаза), под действием которых крахмал пре­вращается в сахар и декстрины; протеолитические ферменты, рас­щепляющие белки; цитолитические, разрушающие стенки клеток эндосперма. При хранении зерна активность ферментов невысокая, но при проращивании зерна она значительно повышается. Однако в плодовой оболочке ячменя содержится полифенолоксидаза, относя­щаяся к классу оксидоредуктаз, которая имеет более высокую ак­тивность, чем в солоде. Она окисляет антоцианогены.

Витамины – это органические вещества, необходимые для раз­вития зародыша при проращивании зерна. В ячмене найден и витами­ны Е  (токоферол), В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В6(пиридоксин), РР (никотиновая кислота), С (аскорбиновая кислота), провитамин А (каротиноид), витамин Н (биотип), фолиевая и пантотеновая кис­лоты и др. Содержатся они в зародыше и в алейроновом слое, а витамин В – в периферийных частях зерна. В ходе технологического процесса витамины частично разрушаются.

 

 

Лист

 19

 

 

 

2.2.2 Сорта пивоваренного ячменя и его технологическая оценка

Качество зерна зависит как от сорта, так и от условий, в которых возделывалась культура. Лучшие пивоваренные ячмени получают в усло­виях мягкого климата, умеренного количества снега, тепла и осад­ков на высоте 200-350 м над уровнем моря.

Все пивоваренные ячмени относятся к яровым, так как озимые имеют слабую зимостойкость.

Сочетание необходимых условий для возделывания пивоваренно­го ячменя имеется в Центрально – Черноземном и,  частично, Цент­ральном районах России.

У одною и того же coртa, в зависимости от условий произраста­ния, бывают различный химический состав и величина зерна. Более крупные зерна у ячменей, выросших в зонах с умеренным климатом. В зонах с сухим и жарким климатом получают зерна мелкие, с высо­ким содержанием белка.

Под сортом понимают определенную разновидность культурного растения, выращенного путем селекции и характеризующуюся опреде­ленными биологическими признаками и свойствами. Стечением вре­мени все copтa ухудшают свои признаки и свойства. У одних это на­ступает довольно быстро, другие сорта в течение нескольких лет оста­ются в числе ведущих. Сорта самоопыляющихся растений, к которым принадлежит и ячмень, вырождаются быстрее, чем перекрестноопы­ляющихся.

Различают три парамет­ра зерна; длина (7,0 – 14,6 мм), ширина (2,0 – 2,5 мм), толщина (1,2 – 4,5 мм). Крупное зерно обычно содержит больше крахмала и имеет большую экстрактивность.

чистосорт­ными семенами с семеноводческих станций, должно производиться, как правило, через 4 – 5 лет. Но есть и долговысеваемые сорта.

Сорта пивоваренного ячменя, в настоящее время рекомендуемые к возделыванию в России: Абава, Ауксиняй 3, БИОС-I, Визит, Волгарь, Гонар, Дворин,Джин, Зазерский 85, Зерноградский 584, Имула, Карина, Мареси, Московский 2, Московс­кий 3, Носовский 9, Нутанс 642. Все сорта ячменя районированы.

Многие copra не обладают хорошими качествами во всех районах возделывания. Поэтому согласно, Государственному реестру селекцион­ных достижений, допущенных к использованию Минсельхозпродом РФ, сорта пивоваренного ячменя рекомендуется высевать в некоторых областях и республиках определенных регионов: Северном, Северо-За­падном, Центральном, Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Северо - Кавказском, Нижневолжском, Уральском, За­падно -Сибирском, Восточно - Сибирском, Дальневосточном. Но в на­стоящее время разрешена заготовка ячменя пивоваренных сортов в других районах страны при условии получения в таком регионе ячменя, удов­летворяющего требованиям ГОСТ 5060.

Допускается высевать пивоваренные ячмени тех сортов, которые были рекомендованы к возделыванию ранее при условии, если они показали хорошее качество в данном районе. Например, в Московс­кой области при большом разнообразии почвенно-климатических условий в отдельных районах высеваемые

 

 

Лист

 20

 

 

 

сорта показали хорошие характеристики.

С технологической точки зрения лучшими являются ячмени, лег­ко прорастающие и теряющие при этом наименьшее количество пи­тательных веществ. Равномерно замачиваться, и прорастать будет яч­мень с зернами примерно одинаковой величины. Ячмень принято разделять на фракции по толщине зерна: более 2,8; 2,5 и 2,2 мм.

Цвет зерна должен быть светло-желтым, желтым или серовато-желтым, недоспелые зерна обычно имеют зеленоватый оттенок. Тем­ные кончики свидетельствуют о том, что зерно было подмочено во время уборки или хранения. Такой ячмень хуже проращивается. У зерна должен быть свежий запах. Наличие плесневелого, солодо­вого или затхлого запаха свидетельствует о непригодности ячменя к солодоращению.

 Сор­ная примесь подразделяется на минеральную — это земля, песок, камешки, частицы шлака; органическую — части стеблей и стержней колоса, ости пленки,  семена культурных растений, не отнесенных к зерновой примеси, испорченные зерна ячменя, пше­ницы, полбы, ржи. К сорной относится и вредная примесь: спорынья, головня, зерна, пора­женные нематодой. К зерновой примеси отно­сят зерна битые, щуплые, недоспелые, проросшие, поврежденные самосогреванием или сушкой с измененным цветом оболочки и эн­доспермом от кремового до светло-коричневого цвета.

Ячмень, поступающий на приготовление солода, должен быть одного сорта, так как

зерна различных сортов замачиваются по-раз­ному. Крупность зерна ячменя сильно зависит от формы, характерной для каждого сорта и условий произрастания.

Для солодоращения большое значение имеют крупность и одно­родность зерна по размеру, а также спелость, влажность, содержание белковых веществ, продолжительность хранения и др. Однородное по размеру, составу и свойствамзерно равномерно поглощает воду при замачивании и прорастает, образуя свежепроросший солод с одина­ковым биохимическим составом.

В качестве характеристики ячменя принята его толщина: зерна толщиной 2,8 мм и выше относят к I сорту; 2,8-2,5 мм – ко II сорту; 2.5-2,2 – к III сорту.

При приготовлении светлых сортов пива оболочка зерна не долж­на быть толстой, так как дубильные вещества, содержащиеся в ней, придают пиву грубый вкус. Содержание оболочки должно быть 7 – 9%. Для приготовления темных сортов пива допускается наличие обо­лочки до 13%, так как содержащиеся в ней вещества улучшают спе­цифические цвет и вкус темного пива.

Для оценки технологических качеств ячменя применяют показа­тели: натура зерна (масса 1 дм3 зерна, выраженная в граммах), масса 1000 зерен воздушно-сухого ячменя в г или абсолютная масса зерна, то есть масса сухого вещества в 1000 зерен; способность прорастания, водочувствителыюапъ, мучнистость, содержание белка, пленчатость.

Натура пивоваренных ячменей колеблется от 600 до 750 г/дм3. Масса 1000 зерен хорошего двухрядного ячменя равна примерно 40 г. Ячмени, имеющие

 

Лист

 21

 

 

 

массу 1000 зерен до 40 г, считаются лег­кими, до 44 г – средними, более 45 г –   тяжелыми. Тяжелые ячме­ни более экстрактивны из-за высокой удельной массы основного компонента – крахмала.

Способность прорастания (процент проросших зерен) определяют на 5 сутки проращивания в лаборатории. Этот показатель свидетель­ствует о степени пригодности ячменя к солодоращению.

Жизнеспособность – потенциальная возможность зерна к про­растанию. Ее определяют у ячменя, не прошедшего послеубороч­ное дозревание.

Водочувствительность характеризует снижение способности к про­растанию даже при небольшом избытке воды. Водочувствительность чаще проявляется для ячменя, выращенного в неблагоприятных, более влажных климатических условиях. Водочувствительность выражается раз­ницей между количеством проросших зерен при оптимальных и избы­точных количествах воды. Если разница менее 25%, то ячмень маловодочувствптедьный, при 26-45% – водочувствительный, при разнице более 45% – у зерна значительная водочувствительность и требуется строгое соблюдение специальной технологии замачивания.

Мучнистость характеризует состояние эндосперма. Зерна могут быть мучнистыми, стекловидными и полустекловидными. Стекловидный ячмень получается в том случае, если на стадии созревания зерна в период от молочной до полной спелости была сухая, жаркая погода. Различают постоянную (остающуюся) и временную (проходящую) стекловидность. Ячмень с постоянной стекловидностью, как прави­ло, содержит повышенное количество белка, трудно перерабатывает­ся и дает солод пониженного качества.

Другим важным технологическим показателем является содержа­ние белка. Чем больше его в зерне, тем труднее проращивается зерно. Пиво, приготовленное из таких ячменей, нестойкое. При солодоращении зерно с высоким содержанием белка самосогревается, эндос­перм плохо разрыхляется, увеличиваются потери экстрактивных веществ. Содержание белка в зерне должно быть 9 – 11,5%. Для приго­товления темного пива могут быть использованы ячмени с содержанием белка до 12,5%, так как в этом случае продукты распа­да белка участвуют в образовании цвета и аромата пива.Следует принимать во внимание, что увеличение содержания белка на 1% приводит к снижению экстрактивности на 0,8%. Содержание белка ниже 7,5% может привести к недостаточному сбраживанию сусла, плохой пеностойкости, пустому вкусу пива. Содержание белковых веществ связано с содержанием крахмала. При увеличении содержа­ния крахмала на 1% экстрективность ячменя возрастает на 0,5%.

Большое значение и технологическом процессе имеет пленчатость зерна, т. е. содержание цветочных пленок, состоящих из веществ, нерастворимых в воде и поддающихся ферментативному гидролизу. Чем выше пленчатость, тем ниже экстрактивность. Пленчатость у различных сортов ячменей 8 -  17%. В пивоварении используют ячмени с пленчатостью  не более 9% (на абсолютно сухое вещество).

  Важнейшим технологическим показателем ячменя является

 

Лист

 22

 

 

 

экстрактивность – это количество веществ, которые могут растворить­ся и при затирании перейти в сусло. В основном экстрактивность зерна обусловлена содержанием крахмала, некрахмальных полисаха­ридов и белковых веществ. В пивоваренном двухрядном ячмене содержание крахмала составляет 56 – 70%, а экстрактивность 76 – 82 %. Чем выше экстрактивность, тем мень­ше расход сырья на производство пива.

Встречаются трудноразрыхляемые ячмени, которые в обычных ус­ловиях солодорашения не достигают разрыхления эндосперма, по­этому свежепроросший солод, полученный из него, имеет «резино-подобный» эндосперм и обладает слабой ферментативной активнос­тью. Такие ячмени по анатомо-морфологичеекпм характеристикам: массе зародыша, толщине алейронового слоя и цветочных пленок не отличаются от ячменей с хорошими пивоваренными свойствами. Содержание белка в зерне не всегда большое, но в эндосперме его содержание в 2 раза выше, а на стенках крахмальных зерен в 1,5 раза больше прочно прикрепленного белка, чем у хорошего ячменя. Активность протеолитических ферментов не отличается, цитолитических на 25% ниже, дыхательного фермента каталазы в 2 раза ниже, чем у хороших пивоваренных ячменей.

Хранение ячменя. Свежеубранный ячмень нельзя использовать для приготовления солода, так как в нем еще не закончились биохими­ческие процессы дозревании. Такой ячмень обладает пониженной всхо­жестью или вовсе не прорастает. Поэтому после приемки ячменя на заводе и отделения грубых примесей его направляют на послеубороч­ное дозревание. В среднем зерна перед переработкой на солод должно отлежаться и дозреть в течение двух месяцев.

За это время происходит послеуборочное дозревание, зерно дос­тигает полной физиологической зрелости. При дозревании уменьша­ется влажность, продолжается синтез крахмала из сахаров и образование белков из аминокислот, снижается содержание аминного азота, других водорастворимых веществ. Ингибиторы прорастания окис­ляются и распадаются.

Существует два основных способа хранения зерна: напольный и силосный.

Ячмень обладает определенной гигроскопичностью, т. е. способно­стью поглощать влагу из воздуха, поэтому при хранении в зерне устанавливается равновесная влажность (процентное содержание вла­ги в зерне при данной влажности и температуре воздуха), которая зависит от относительной влажности окружающей среды. Чем выше относительная влажность воздуха в зернохранилище, тем выше и равновесная влажность зерна.

С увеличением равновесной влажности зерна усиливается его ды­хание: оно быстрее согревается и увлажняется, так как при дыхании в результате частичного превращения сложных компонентов проис­ходит выделение тепла, воды и диоксида углерода.

Показателем процесса дыхания является его интенсивность, ха­рактеризуемая количеством диоксида углерода, выделяемого в еди­ницу времени из единицы объема зерна.

После уборки зернохранилища ремонтируют: заделывают щели и выбоины,

 

 

Лист

 23

 

 

 

помещения белят свежегашеной известью, проветривают, просушивают.

Ремонтируют оборудование, аспирационную и вентиляционную сеть.

Вредители пивоваренного ячменя и методы борьбы с ними. Амбар­ные вредители – грызуны, клещи, долгоносики и др. – причиня­ют большой вред производству, уничтожая, повреждая и загрез­няя зерно на складе.

Клещи - это наиболее распространенные вредители раз­мером не более 1 мм. Они любят тепло и влагу. Благоприятная темпера­тура для их размножения 18-300 С. При влажности зерна до 12% деятельность клещей прекращается, а при низкой минусовой температуре клещи погибают. Клещи повреждают главным образом зародыш, как наиболее мягкую часть зерна.  Различают три степени зараженности:

Первая – в 1 кг зерна насчитывают от 1 до 20 клещей, вторая в 1 кг более 20 клещей, третья – в зерне образуется сплошная войлочная масса. Допускается переработка на солод ячменя с первой степенью зараженности.

Амбарный долгоносик – наиболее опасный вредитель. Он и его личинки выедают внутренность зерна. Размер долгоносика без хоботка – 2,2-4,1 мм, а длина хоботка равна 1/4 длины тела. Самка долгоносика выедает ямку в зерне и откладывает в нее яйцо. Личинка долгоносика развивается внутри зерна. Оптимальная темпе­ратура размножения 22 – 250С.

Бороться с долгоносиком очень трудно, поэтому ячмень любой степени зараженности долгоносиком для пивоварения непригоден. Меры борьбы с амбарными вредителями состоят в следующем:

- перед приемкой ячменного урожая склады тщательно очищают и дезинфицируют: провидят обеззараживание газовой дезинфекцией фумигантами или опрыскиванием водным раствором ядохимикатов;

- ячмень влажностью более 15,5%, зараженный амбарными вреди­телями, заводы принимать, не должны;

- во время хранения не допускать повышения температуры и влажности;

- при обнаружении вредителей зерно необходимо проветрить и очи­стить на зерноочистительных машинах;

- партии, зараженные клещом, складируют в отдельном по­мещении и используют в первую очередь;

- для уничтожения грызунов применяют газовую обработку и при­манки с ядом.

 

2.3 Хмель

 

Наряду с ячменным солодом хмель – ос­новное и незаменимое сырье для пивоварения. Входящие в со­став хмеля вещества придают пиву специфические вкус и аромат, увеличивают стойкость при хранении, способствуют лучшему осветлению пива и образованию пены.

Хмель – вьющееся многолетнее растение, относящееся к семейству коноплевых (Caimabaceae). Он является дву­домным растением: мужские и женские соцветия находится на раз­ных растениях. В пивоваренном производстве

 

 

Лист

 24

 

 

от хмеля используют только шишки - женские неоплодотворенные соцветия.

При возделывании хмеля мужские хмелевые растения с плантаций удаляют.

Хмель, как источник специфических горьких и ароматических веществ, впервые стали применять за несколько столетий до нашей эры. Документально зафиксировано использование хмеля в 736 г. на юге Европы. В Америку хмель завезли в 1629 г. Впервые охмеленный напиток стали изготавливать в Сибири и юго-восточной части Рос­сии. Затем специально для этих целей стали выращивать хмель, и в настоящее время он возделывается в 32 странах мира.

В Российской Федерации товарное производство хмеля сосредо­точено в 11 районах. Общая площадь хмельников составляем 4,8 тыс. га, в том числе плодоносящих – 3,9 тыс. га. Заложены также хмель­ники в Башкирии, Нижегородской, Ульяновской, Омской облас­тях и Хабаровском крае.

Около 80% хмеля, производимого в России, выращивает Респуб­лика Чувашия, которая занимает восьмое место в мире (среди 53 стран - производителей хмеля) по объему производства после США, Германии, Украины, Чехии, Англии, Китая и Югославии. По своим показателям в мировой квалификации пивоваренных качеств чуваш­ский хмель занимает 4-5 места. В Чувашии районировано 6 сортов ароматического и среднесмолистого хмеля.

С точки зрения культивирования хмель трудоемкая культура: для его возделывания необходима высокоурожайная, богатая каль­цием и железом почва. Урожайность хмеля 600-2000 кг (в пересче­те на сухое вещество) с 1 га. Хмель может расти несколько десят­ков лет, но через 20-30 лет его продуктивность снижается. Расте­ние хмель – это лиана с отмирающим на зиму стеблем и многолетним корневищем, называемым маткой. Стебель полый, покрыт полосками, имеет в сечении шестигранную форму, вью­щийся, правого вращения. На каждом колене стебля появляются по два трех- и пятипальчатых встречных листа. В пазухах листьев вырастают боковые ветви, которые в верхней части образуют соц­ветия. В дальнейшем из соцветий образуется шишки. Окраска стебля считается сортовым признаком, бывает зеленой и красной, пере­ходный тип – полукрасный. Почти все культурные сорта относят­ся к группе красных. Хмель красных сортов быстрее растет и рань­ше созревает, его шишки хорошо закрыты, у него более крупные зерна лупулина красноватого цвета (полукрасные возделываются в незначительном количестве).

Собирают хмель в период технической спелости, когда шишки приобретают золотисто - зеленый цвет и наибольшее количество горь­ких веществ. В последующую  фазу физиологической спелости цвет становится  буроватым и теряются пивоваренные свойства.

В мире насчитывайся более 100 сортов  культурного хмеля. С учетом оценки его качества для пивоварения хмель подразделяют на 2 груп­пы: тонкие сорта, с содержанием горьких веществ около 15% и α-кислот от 3 до 5%, и грубые сорта, с содержанием горьких веществ более 20% и α-кислот 8-12%.  Тонкие сорта используют непосредственно в пивоварении для охмеления сусла, а грубые - для приготов­ления экстрактов, концентратов, лупулиновых порошков и гранул.

Некоторые сорта хмеля накапливают преимущественно горькие, а другие -

 

Лист

 25

 

 

 

ароматические вещества. Урожайность ароматного хмеля, как правило, ниже горького.

Пивоваренное качество хмеля оценивают по содержанию в нем α-кислот. Обычно их 4-7%, но может быть 10% и выше. В ароматных сортах содержание α-кислот ниже, но такие сорта ценят за аромат.

Наиболее распространен сорт Клон 18  горькие вещества около 15%; α – кислоты 1,4 - 4,9%; эфирные масла 0,3-0,9%; полифенольные вещества 2,9 - 4,1 целлюлоза 12-16, азотистые вещества 15-24, безазотистые экстрактивные вещества 25-30, зола 6-9, хмелевые смолы 10-20 (α-кислоты 2-9, β-фракция 6-8, γ-твердые смолы 2- 3),  полифенольные вещества  2-5, эфирные масла 0,2-1,7.

В небольшом количестве в  хмеле содержатся жир, красящие веще­ства, сахар (глюкоза, фруктоза), пентозаны и органические кислоты (яблочная, лимонная, янтарная) и воски.

Шишка хмеля  состоит из 40-80 цветков, расположен­ных на изогнутом стерженьке, покрытом волосками, с цвето­ножкой. Мелкие цветки (на стерженьке) имеют сверху кроющие листики-зеленые лепестки-чешуйки  в форме шишки, у основания цветков расположены золотисто-желтые зернышки лупулина  размером 0,15-0,25 мм, содержащие смолистые (горькие и арома­тические) вещества, которые придают аромат готовому пиву. Лупулиновые зерна легко оделяются от ножки, к которой крепятся. В хмелевой шишке лупулин составляет 19,8%; чешуйки – 66,8%; стержень – 7,4%;  цветоножка – 6,0%. Если хмель оплодотворен, то у стерженька расположены семена.

 

2.3.1 Химический состав хмеля

Состав хмелевых шишек различен и зависит от сорта хмеля, почвенно-климатических условий произрастания, пос­леуборочной обработки. Но главные составляющие, благодаря кото­рым хмель используют в пивоварении - горькие и полифенольные вещества, а  также эфирное масло.

Средний химический состав сухих хмелевых  шишек (в %) следу­ющий: вода 10 Наибольший интерес и исключительную ценность для пивоваре­ния составляют специфические составные части хмеля: горькие ве­щества, хмелевое масло и полифенольные вещества.

Горькие вещества, содержащиеся в хмеле, до настоящего времени в других растениях не найдены, но некоторые из них получены син­тетическим путем.

Горькие вещества придают пиву горечь, обладают антисептичес­кими свойствами, участвуют в пенообразовании. Они объединяют хмелевые смолы и горькие хмелевые кислоты. Классификация горьких веществ  производится с учетом их отношения к разным раство­рителям и влияния на качество охмеления сусла.

Горькие вещества хмеля, называемые общими смолами, состо­ят из мягких и твердых смол. Около 90% горечи пиву придают α-кислоты – кристаллические вещества горького вкуса, без запаха, с температурой плавления 65°С и низкой растворимостью в воде (420 мг/дм3), которая зави­сит от рН. Содержание α-кислот в ароматных сортах 3-4%, в горь­ких до 13-14% Когумулон превращается в изомер

 

Лист

 26

 

 

 

легче других компонентов α-кислоты. Поэтому сорта хмеля с большим содержа­нием когумулона имеют и большую горечь. Некоторые исследова­тели считают, что высокое содержание когумулона в α-кислоте придает горечи резкий оттенок, поэтому предпочтительны сорта с небольшим содержанием этого компонента

При кипячении сусла с хмелем горькие вещества переходят в сусло, а затем и в пиво. Процент перехода горьких веществ, в сусло следующий: а-кислоты (изо-а-кислоты) – 100,β-кислоты – 33 - 36,α-мягкая смола – 36; β-мягкая смола – 29. β-кислоты подавляют действие бактерий, но не влияют на развитие дрожжей.

Антисептическое действие горьких вешеств очень высокое. На­пример, для подавления развития Вас. bulgaricus требуется гумулона примерно в 2300 раз меньше, чем фенола (обладающего сильными антисептическими свойствами).

Горькие вещества хмеля и особенно β-кислота подавляют разви­тие грамположительных, а при большой концентрации и грамотрицательных бактерий.

Но на дрожжи они не оказывают антибиотичес­кого действия. Основная масса горьких веществ находится в лупулиновых зернах.

В α-кислотах 95-98% приходится на гумулон, когумулон и адгумулон. Один из сортовых признаков  хмеля - количественное отношение гумулона и когуму­лон. Большая часть ароматного хмеля и хмеля тонких сортов имеет меньшую часть когумулона. Как правило, выбирают хмель с высоким содержанием когумулона, так как он придаст благород­ный оттенок горьковатому вкусу пива.

β-Кислоты – это кристаллы с температурой плавления около 91 0С. Они не имеют горечи, но, окисляясь, образуют вещества с прият­ной горечью. Растворимость β-кислот ниже, чем α-кислот, и зависит oт рН и температуры.

α, β-мягкие смолы - это продукты окисления α- и β-кислот. Мягкая β-смола имеет более горький вкус, чем мягкая α-смола. Ра­створимость мягких смол выше, чем исходных горьких кислот.

Твердые смолы – это продукты окисления мягких смол. В старом и неправильно хранившемся хмеле со­держание твердых смол пониженное.

В свежеубранном хмеле содержится 30-42%α-кислот, 46 – 58%  β-фракции  и около 12 % твердых смол.

Горькие вещества распределены в хмеле неравномерно: в лупулиновых зернах 77, листьях  21, стержнях 1, стеблях 0,7%.

Полифенольные (дубильные) вещества хмеля лучше растворяются в воде, легче вступают в реакцию, чем полифенолы солода. Полифе­нольные вещества хмеля предохраняют горькие вещества от окисле­ния и образования комплексных соединений, обладают антибиоти­ческими свойствами, имеют вяжущий вкус. В ходе технологического процесса они осаждают белки сусла, что способствует лучшему его осветлению. Но могут быть и причиной помутнения пива, так как с солями железа и при окислении образуют темноокрашенные соеди­нения. Вместе с белково-полифенольными комплексами они явля­ются причиной образования мути в пиве.

Из полифенолов, то есть веществ, имеющих несколько фенольных колец в формуле, в хмеле содержатся антоцианогены, кумарины, флавонолгликозиды,  

 

Лист

 27

 

 

 

катехины, лейкоантоцианы, фенолкарбоновыс кислоты и вещества типа хлорогеновой кислоты. Антоцианогены составляют около 80% полифенольных веществ хмеля.

По сравнению с полифенольными веществами солода полпфиенольные вещества хмеля менее стабильны, так как легче окисляются и обладают большей

неприятная горечь. Поэтому хмель с высоким со­держанием полифенольных  веществ рекомендуется обрабатывать ки­пящей водой в течение 2 минут.

Хмелевое эфирное масло придает хмелю присущий ему специфичес­кий аромат. Хмелевое масло – это смесь летучих маслообразных веществ с приятым ароматом. Они содержатся в основном в лупулине.

Эфирное масло образуется в период созревания хмеля, имеет слож­ный химический состав. В настоящее время в нем обнаружено около 300 соединений, в том числе 51 углеводород, 62 эфира, 37 спиртов, 31 кислот, 10 альдегидов, 7 органических кислот, 6 сернистых соеди­нений и 20 неидентифицированных веществ. Компоненты эфирного масла состоят из двух фракций: углеводородной (40-80 %) и кисло­родсодержащей.

Большую часть (60 – 80%) углеводородной фракции составляют  4 соединения – мирцен, кариофиллен, гумулен и фарнезен.

восстановительной способностью. При кипяче­нии сусла с хмелем они в виде отрицательно заряженных коллоид­ных частиц активно реагируют с азотистыми веществами, имеющи­ми положительный заряд, в результате образуются белково-полифенольные комплексы, которые осаждаются, осветляя сусло.

Окисляясь, полифенольные вещества предохраняют горькие ве­щества и другие соединения от окисления, то есть являются антиоксидантами. Они положительно влияют на создание характерного вкуса пива.

При окислении и конденсации полифенолы образуют с белками нерастворимые красно-коричневые соединения, которые вызывают помутнение сусла, а с солями железа – темно-серые вещества.

Раньше считали, что наличие в пиве полифенольных веществ хмеля нежелательно, по потом было установлено, что неблагоприятное воз­действие на качество готового пива (появление осадка и грубый вкус) обусловлено дубильными веществами ячменя, а действие полифено­лов хмеля благоприятно. При кипячении сусла образуются белково-дубильные комплексы, которые при его охлаждении выпадают в осадок, что способствует лучшему осветлению сусла.

Для приготовления качественного пива нужен хмель с содержа­нием полифенолов не менее 4,5%, но при большом содержании их в пиве появляется Мирцен  придает аромату остроту и может быть причиной резкого аромата. В «тонком» хмеле его не более 50%. Содержание же гумулена положительно сказывается на аромате, поэтому в «тонких» сортах  его  больше.

Хмелевое масло легко подвергается окислению, причем запах окис­ленных веществ резко изменяется, частично они приобретают чес­ночный оттенок, который передается пиву и значительно снижает его органолептические свойства.

При образовании семян в хмеле содержание эфирного масла сни­жаеться.

 

Лист

 28

 

 

 

Во время хранения хмеля его составные части подвержены процессам  окисления, чему способствует присутствие кислорода, что является существенной причиной фасования хмеля и хмелепродуктов в плотную  упаковку, препятствующую воздействию окислителя.

При длительном  хранении компоненты эфирного масла окисляются, поэтому изменяется и аромат шишек хмеля. Хмелевое масло не имеет антисептических свойств.

Другие вещества, содержащиеся в хмеле. К ним можно отнести азотистые вещества, углеводы, липиды, кислоты, витамины, фитогормоны,  минеральные и красящие вещества.

 

2.3.2 Обработка и хранение шишкового хмеля

Хмель собирают в период технической спелости, когда шишки закрыты и лупулин имеет светло-желтый цвет. При полной спелости шишки раскрываются, и лупу­лин может высыпаться, что изменяет состав горьких веществ и при­водит к снижению технологических качеств хмеля.

Свежеубранный  хмель содержит 75 – 81% влаги, поэтому перед хранением его сушат до влажности 11 – 12%. Температура при сушке в сушилках непрерывного действия повышается от 25 – 30 до 60 – 700С, а в одноярусных сушилках периодического действия – до 55 – 650С. 

После сушки хмель подвергают кондиционированию для повышения влажности до 12-13% для равномерного распределении влаги в хме­ле и повышения прочности шишек. Для подавления жизнедеятельно­сти  микроорганизмов и лучшей сохранности α-кислот, мягких смол, цветности одновременно с сушкой хмель окуривают серой.

Высушенный  хмель плотно прессуют и упаковывают и тканевые мешки, массой не более 170 кг. Такие упаковки называют балотами.

На каждый мешок черной не пахнущей краской наносят марки­ровку: наименование продукции и предприятия-изготовителя, но­мер партии и упаковки, год урожая, массу брутто и нетто и массу при влажности 13%.

В соответствии с требованиями действующего ГОСТа 21947 к прессованному сульфитированному хмелю, предназначенному для использования в пивоваренной  промышленности, предъявляются сле­дующие требовании:  шишки должны быть одинаковые по разме­ру, закрытые; цвет от светло - желто-зеленого до золотисто-зеленого,  шишки могут быть с покрасневшими кончиками лепестков; содержание α-кислоты в пересчете на абсолютно сухое вещество –   3,5%: влажность до 13 %.

Ограничительные нормы хмеля следующие: цвет зеленый, желтовато - зеленый, зеленовато  - желтый, желтый с коричневыми пят­нами, бурый; содержание α - кислоты в пересчете на абсолютно су­хое вещество не менее 2,5 содержание хмелевых примесей для хмеля машинного сбора  не более 10%,  для хмеля ручного сбора - не более 5 %; содержание золы в пересчете на абсолютно сухое вещество – не более 14%; влажность – не выше 13% и не ниже 11%; содержание семян - не более 4%; содержание сернистого ангидрида на абсолютно

 

 

Лист

 29

 

 

 

сухое вещество – не более 0,5%.

Для использования в пивоваренном производстве не допускается хмель с прелым, затхлым, сырым, дымным и другими посторонни­ми запахами, не свойственными хмелю, а также хмель, пораженный плесенью, сельскохозяйственными вредителями и болезнями, содержащий посторонние (нехмелевые) примеси. Для использования в пивоваренном производстве не допускается хмель с прелым, затхлым, сырым, дымным и другими посторонни­ми запахами, не свойственными хмелю, а также хмель, пораженный плесенью, сельскохозяйственными вредителями и болезнями, содержащий посторонние (нехмелевые) примеси.

Хмель принимают партиями. Партией считают любое количество хмеля одинакового качества, одного района произрастания, оформ­ленное одним документом о качестве.

Хмель хранят в чистых продезинфицированных темных и сухих складских помещениях при температуре 0-2°С, на поддонах без со­прикосновения со стенами хранилищ.

 

2.4 Солод

 

Солодом называется зерно, проросшее в искусственных усло­виях при определенной температуре и влажности. Основная цель солодоращения –   накопление в зерне максимального ко­личества активных ферментов, главным образом амилолитических. Кроме амилолитических в солоде значительно возрастает активность протеолитических, цитолитических и других фер­ментов. В спиртовом производстве солод используется в каче­стве осахаривающего средства для гидролиза крахмала сырья до сбраживаемых сахаров, а в пивоварении и производстве хлебно­го кваса – в качестве основного сырья и источника ферментов и экстрактивных веществ.

В результате проращивания зерно превращается в полупродукт, называемый свежепроросшим солодом. В спиртовом производ­стве из солода готовят солодовое молоко, в пивоварении и произ­водстве кваса его сушат с целью накопления в нем ароматических и красящих веществ.

Для получения солода на спиртовых заводах применяют яч­мень, рожь, овес и просо; на пивоваренных – ячмень, редко пшеницу и тритикале; для производства кваса – рожь, яч­мень и тритикале.

Основное требование, предъявляемое к солоду, – способ­ность как можно быстрее и полнее осахарить крахмал, для чего он должен накопить три фермента: α- и β-амилазу и декстриназу. В солоде, приготовленном из зерна различных злаков, содержат­ся неодинаковые количества каждого из ферментов. Исходя из этого, все злаки делят на четыре большие группы: ячмень, просо, овес и кукуруза.

В группу ячменя входят ячмень, рожь, тритикале и пшеница. Солод, полученный из этой группы злаков, отличается высокой α- и β-амилолитической и относительно низкой декстринолитической активностью.

Группа проса, включающая его разновидности, – могар, чу­мизу, гаолян,

 

 

Лист

 30

 

 

 

пайдзе и др., дает солод с очень слабой β-амило­литической, средней α-амилолитической и очень сильной декстринолитической активностью. Декстриназа в заметных количествах содержится даже в непроросшем зерне – в ядре и цветочных  пленках.

Группа овса, в которую входит только этот злак, занимает про­межуточное положение между предыдущими группами.

Группа кукурузы, также состоящая только из одного злака, дает солод, совершенно не обладающий β-амилолитической активнос­тью, имеющий слабую α-амилолитическую, но значительную дек-стринолитическую активность.

На спиртовых заводах с целью более полного осахаривания крахмала, а следовательно, и максимального выхода спирта из пе­рерабатываемого сырья применяют смесь, состоящую из солодов зерна групп ячменя и проса.

Технологическая схема получения свежепроросшего солода для  пивоварения  включает следующие стадии: очистку и сортирование зерна, зама­чивание зерна, проращивание, сушку и отделение ростков и выдер­жку сухого солода.

Солод готовят из различных сортов ячменя.

 

2.4.1 Виды ячменного солода

По способу приготовления различают следующие типы солода: светлый, темный и специальные: карамельный, жженый и диафарин.

Основные качественные различия этих типов аромат, вкус и цвет – достигаются в процессе сушки. Накопление же веществ, необходимых для образования ароматических и красящих веществ, в основном происходит во время солодоращения ячменя.

При производстве темною солода во время солодоращения необходимо накопить большое количество аминокислот и сахаров. Поэтому выбирают ячмень с высоким содержанием белка. Замачивают его до влажности не менее 45 – 47%. Проращивание в первые дни проходит при температуре 15 –  17° С, а затем до­пускается повышение до 22 – 23°С; продолжительность солодоращения 8 – 9 суток. Сушку производят   в течение 48 ч с макси­мальной температурой 100 –  1050 С.

Светлый солод должен иметь высокую ферментативную ак­тивность, хорошее растворение эндосперма, умеренное количе­ство аминокислот и сахаров, Поэтому попользуют хорошо про­растающий ячмень с низким содержанием белка. Замачивают его да влажности 42 – 46%. Проращивание проводят при воз­можно более низкой температуре (в пределах  13 – 180 С) и хоро­шей аэрации. В этих условиях идет интенсивное накопление фер­ментов, происходит умеренный распад белков и полисахаридов, не ведущий к накоплению избытка аминокислот и сахаров. Суш­ку производит в течение не более 24 ч. Максимальная темпера­тура в конце сушки, называемая температурой отсушки, достигает 80 – 850 С.

В зависимости от качества светлый солод делят на три класса (высокого качества, первый и второй), а карамельный на два: первый и второй.

Карамельный солод применяют для придания пиву характерного солодого

 

Лист

 31

 

 

 

аромата и более темной окраски, я также для увеличения стойкости пива, так как он богат редуцирующими веществами – редуктонами и меланоидинами. Готовят его из свежепроросщего солода четырех-пятисуточного ращения.

Приготовление карамельного солода состоит из двух стадий: подготовка к термической обработке и обжаривание.

Подготовка к термической обработке заключается в медлен­ном нагревании (10 С в минуту) предварительно увлажненного солода (до влагосодержания 46 % ) сначала до температуры 500 С и выдержке при этой температуре 1 ч. Затем солод медленно нагревают до 700 С и выдерживают при этой температуре 1 ч. Такой температурный режим обеспечивает накопление в солодо­вых зернах максимального количества продуктов гидролиза бел­ков (аминокислот и низких пептидов) и углеводов (сахаров) как исходные продуктов для образования меланоидинов. После осахаривания влажность солода повышают до 50 – 55% путем орошения его водой температурой около 900 С. По достижении указанной  солод выдерживают еще 1 ч до полного разжижения («растворения») эндосперма. Подготовленный та­ким образом солод поступает на  обжаривание.

Обжаривание производят для образования в накопления в со­лоде ароматические и красящих веществ – меланоидинов и ка­рамелей. Наиболее благоприятная температура дли обжарива­ния 130 – 1400 С, когда скорость обезвоживания достаточно вы­сока, а опасность термического разложения углеводов практи­чески отсутствует.

В зависимости от температуры и продолжительности терми­ческой обработки получают карамельные солода, различные по цвету и аромату. Для получения светлого карамелыюго солода термическую обработку ведут при 1200 С в течение 3 ч, средней цветности – при температуре 130 – 1500 С 2,5 ч, темного (применяемого только при производстве темных сортов пива) – при 150 – 1700 С 3,5 – 4 ч.

Жженый солод применяют для повышения цветности и придания специфического вкуса темным сортам пива (Украин­ское, Мартовское, Портер). Готовят такой солод из сухого свет­лого солода, который предварительно увлажняют  в воде тем­пературой 700 С в течение 12 ч. Увлажненный солод загружают в специальный обжарочный барабан и в течение 30 мин повыша­ют температуру до 160 – 700 С. Затем медленно в течение 1,5 ч температуру повышают до 2200 С. По достижении  указанной температуры солод быстро становится коричневым. Дальше производят отсушку его до тех пор, пока не получится опреде­ленный вкус и нужная окраска, которую проверяют но разрезу фарипатомом образцов солода, отбираемых часто и быстро.  

После обжаривания солод выгружают из барабана и быстро охлаждают, а затем передают на хранение.

Диафарин –  солод с высокой амилолитической активно­стью, применяемый в пивоварении при переработке солода с не­достаточной осахаривающей способностью и несоложеных зернопродуктов.

Солодоращение ведут при низкой температуре (15 – 16°С) в течение 9 – 10 сут. Свежепроросший солод загружают и сушилку тонким слоем. Температуру

 

Лист

 32

 

 

 

поднимают медленно при сильной аэрации солода.

Отсушку солода ведут при 500 С в течение 5 ч до влагосодержания в нем 4 – 5 %. Продолжительное проращивание зерна и сушка солода при низкой температуре обеспечивают максималь­ное накопление в нем ферментов и сохранение их высокой ак­тивности.

 

Таблица 2.1 – Требования к качеству карамельного солода

 

Показатель

Норма для карамельного солода

II класса

I класса

1

2

3

Массовая доля

влаги, % не более

экстракта в сухом веществе солода, % не менее

сорной принеси, %, не более

 

 

 

6

 

 

 

6

Количество карамельных зерен, %, не менее

75

70

Цвет (величина Линтера — Лн), не менее

0,5

0,5

 

Таблица 2.2 – Требования к качеству светлого солода

 

Показатель

Норма для светлого солода

Высокого качества

I класса

II класс

1

2

3

4

Проход через сито 2,2x20 мм, %, не более

 

3

 

5

 

8

Массовая доля сорной примеси, %, не более

Не допускается

0,3

0,5

Число зерен, %: мучнистых, не менее стекловидных, не более

темных, не более

 

85

 

3

 

Нет

 

80

 

5

 

Нет

 

80

 

10

 

4

Массовая доля влаги, %, не более

4,5

5

6

         

 

Лист

 33

 

 

 

Продолжение таблицы 2.2

 

1

2

3

4

Массовая доля экстракта в сухом веществе солода тон­кого помола, %, не менее

 

79

 

78

 

76

Разность массовых долей экстрактов в сухом веще­стве солода тонкого и гру­бого помола, %

 

Не более 1,5

 

1,6 – 2,5

 

Не более 4

Массовая доля белковых веществ в сухом веществе солода, %, не более

 

11,5

 

 

11,5

 

12,0

Отношение массовой доли растворимого белка к мас­совой доле белковых ве­ществ в сухом веществе солода (число Кольбаха), %

 

 

39 – 40

 

 

-

 

 

-

Продолжительно-сть осахаривания, мин, не более

15,0

20,0

25,0

Лабораторное сусло:

цвет раствора иода кон­центрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3 воды, см3, не более

 

 

0,18

 

 

0,20

 

 

0,40

кислотность раствора гидроксида натрия кон­центрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 сусла, см3

 

 

0,9 – 1,1

 

 

0,9 – 1,2

 

 

0,9 – 1,3 

Прозрачность (визуально)

 

Прозрачное

 

Прозрачное

Допускается небольшая опалесценция

 

Лист

 34

 

 

 

2.5 Вода

 

В пивоваренном производстве, при приготовлении вода является технологическим сырьем. В напитках ее содержится 90 – 95 %. Кроме того,  вода вода используется для замачивания зерна, мойки оборудования и тары и др. Общий расход воды на 1 м3 конечного продукта составляет  20 – 25 м3 в производстве пива. Поэтому к качеству воды предъявляются повышенные требования.

Вода должна строго разделяться на воду, потребляемую для технологических целей и воду, расходуемую для промышленных целей (питание котлов, отопление помещений, охлаждение или нагревание полуфабрикатов или готовой продукции). На предприятиях должен быть организован сбор и многократное использование воды для промышленных целей. В зависимости от назначения воды к ее качеству предъявляются различные требования, что определяет характер и степень ее подработки.

Вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и обладать качествами питьевой воды: быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса.

Для производства пива очень важен солевой состав, и от него в значительной мере зависит вкус пива. Содержание солей можно скорректировать соответствующей обработкой.

Общее микробное число, то есть число микроорганизмов в 1 см3, не должно превышать 50, бактерии группы кишечных палочек в 100 см3 должны отсутствовать. 

Соли, содержащиеся в воде, влияют на вкус, аро­мат, цвет, органолептические показатели пива, то есть они химичес­ки активны или химически неактивны в зависимости от их способ­ности реагировать с солями солода.

Химически активные влияют на изменение рН затора – это карбонаты и сульфаты кальция, магния, натрия и калия, хлориды кальция и магния. Сульфаты и хлориды кальция придают пиву полноценную и тонкую хмелевую горечь, магния – терпкий вкус, натрия – быстроисчезающую хмелевую горечь. Хлорид-ионы придают опреде­ленную сладость.

Некоторые вещества влияют на ход технологического процесса, как, например, нитрит-ионы. В концнтрации более 2 мг/см3 они являются ядом для дрожжей, на которые также отрицательно влияет медь.

Присутствие силикат-ионов после их взаимодействия с ионами кальция и магния вызывает оксалатное помутнение пива.

Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду. Некото­рые специалисты считают, что для светлого пива вода должна иметь карбонатную жесткость около 0,4 и некарбонатную 0,2 – 0,4 ммоль/дм3. В жесткой воде хмель дает более грубую горечь, цвет сусла получается более темным.

 

 

Лист

 35

 

 

 

2.5.1 Фильтрование воды

Для удаления взвешенных частиц воду фильтруют на песочных и угольно –   песочных фильтрах. Керамические и фильтр - пресс используют в основном для биологической очистки.

Песочный фильтр представляет собой стальной цилиндрический сосуд, внутри которого укреплена решетка с отверстиями диаметром 1 мм. На решетку уложен слой мелкого гравия (5 – 7 см), слой крупного песка (5 – 10 см) и слой мелкого песка (около 40 см). Песок предварительно тщательно отмывают от глины.

Воду подают в фильтр через распределительную головку, она проходит сверху вниз через слой песка, фильтруется и отводится по патрубку. К патрубку закреплен воздушник для удаления воздуха при заполнении фильтра водой. Для обеспложивания притока под постоянным давлением воду на фильтр подают из водонапорного сборника.

 

2.5.2 Обезжелезивание воды

Соединения железа удаляют из воды аэрированием, коагулированием, известкованием, катионированием. Наиболее эффективным способом является хлорирование воды.

Обезжелезивание воды  проводят фильтрованием ее через песочный фильтр, в котором песок предварительно модифицируют. Модификация заключается в нанесении на поверхность песка пленки из гидроксида железа и диоксида марганца. Для этого кварцевый песок обрабатывают 1 % - ным раствором сульфата железа (II) в течение 2 – 3 ч. Затем сливают раствор сульфата железа и на 4 – 5 ч заливают песок 0,5 % - ным раствором перманганата калия. Затем песок отмывают водой до прозрачной промывной воды.

 

2.5.3 Умягчение воды

При ионообменном способе для умягчения воды используют высоко- эффективные синтетические ионообменные смолы, которые представляют собой высокополимерные, нерастворимые в воде органические вещества – гранулы полимерной смолы размером 0,5 – 2 мм, обладающие способностью поглощать из раствора ионы растворимых веществ и отдавать в раствор эквивалентное количество своих ионов. Они состоят из трехмерной пространственной сетки (матрицы), содержащей иногенные группы. В воде активные группы ионитов диссоциируют на неподвижные, связанные с матрицей ионы и подвижные противоионы.

В зависимости от знака заряда противоиона иониты подразделяются на катиониты, анеониты и амфолиты. В катионитах обменивающими ионами является катион, в анеонитах - анион, в амфолитах - ионы обоих знаков зарядов.

Катионы в основном применяют для умягчения воды и удаления других катионов, которые содержатся в небольших количествах, а анионитами удаляются из воды кислоты и кислотные остатки. Для умягчения воды используют Н - и Na - катиониты, в которых катионы натрия и водорода

 

Лист

 36

 

 

 

обмениваются на катионы кальция и магния солей жесткости.

В результате Н - катионирования соли карбонатной жесткости разрушаются. При этом выделяется свободный углекислый газ, а вместо солей некарбонатной жесткости образуются соответствующие анионам кислоты и повышается кислотность умягченной воды.

 

2.5.4 Обеззараживание воды

Хлорирование воды химический способ обеззараживания воды основан на бактерицидном действии кислорода. Для хлорирования используют газообразный хлор или водный раствор хлорной (белильной) извести, представляющей собой смесь гипохлорита кальция Са(ОСl)2, хлорида кальция СаСl2 и гашенной извести Са(ОН)2. При распаде гипохлорита кальция выделяется свободный хлор.

При растворении хлора в воде образуются хлорноватистая и соляные кислоты, а при распаде хлорноватистой кислоты отщепляется атом кислорода.

Соляная кислота взаимодействует с бикарбонатами, образуя нейтральные соли, в результате возрастает постоянная жесткость воды.

Доза хлора зависит от количества микроорганизмов, а так же от рН, жесткости воды и содержания в ней органических веществ и колеблется от 0,33 до 2 мг хлора на 1 дм2 воды. Продолжительность контакта хлора с обеззараживаемой водой должна быть не менее 1 ч. При наличии микроорганизмов, образующих споры, дозу хлора и продолжительность обработки воды увеличивают. 

Хлорирование воды газообразным хлором осуществляют дозированием его с помощью газодозаторов и последующего введения в водопроводную трубу. При использовании хлорной извести ее вначале растворяют в небольшом количестве воды, затем полученный раствор добавляют ко всей массе воды, перемешивают и выдерживают.

Преимуществом хлорирования воды является быстрое действие хлора и простота оборудования, недостатком, то, что остаточный хлор придает воде характерный привкус, а продукты его реакции с веществами типа фенолов –   хлорфенольный запах. Кроме того, воду с высоким содержанием хлора нельзя использовать для обработки пивных дрожжей.

Для полного удаления остаточного хлора воду подвергают дехлорированию, пропуская ее через фильтр с активным углем.

 В результате адсорбции активным углем из воды ряда веществ одновременно улучшается цвет и вкус воды, устраняя запах. Аналогичное бактерицидное действие оказывает озон.

Технологическую воду в производстве пива для удаления болезнетворных бактерий, содержащихся в ней, обеззараживают фильтрованием через керамические обеспложивающие фильтры; воздействием ультрафиолетовых лучей, обработкой ионами серебра. Ультрафиолетовое обеззараживание воды – метод, обеспечивающий экологическую безопасность, высокую эффективность и экономичность.

Технология ультрафиолетового обеззараживания имеет ряд преимуществ:

 

 

 

Лист

 37

 

 

 

- отсутствие побочных явлений и вторичных продуктов, оказывающих негативное влияние на здоровье человека, водную среду;

 - отсутствие необходимости в организации специальных мер безопасности при работе с токсичными материалами (хлор, хлорсодержащие реагенты, озон);

- компактность ультрафиолетового оборудования, отсутствие специального обслуживающего персонала.

 

2.5.5 Требования к воде после водоподготовке

Вода, предназначенная для пивоварения, должна соответствовать следующим требованиям (показатели в ммоль/дм3, не более):

– жест­кость общая 1 – 2;

– щелочность 0,25 –0,75, кальций 1 – 2, магний – следы;

– показатели в мг/дм3, не более: сухой остаток 500, железо и марганец по 0,1, алюминий 0,5, хлориды 100-150, сульфаты 100 - 150, нитраты 10, и цинк 5, кремний 2, медь 0,5;

– окисляемость не более 2 мг О2/дм3 ;

– рН 6-6,5.

В воде не должно содержаться нитритов, а сероводорода и аммиака может содержаться ничтожно малое коли­чество, точно не устанавливаемое принятыми методами анализа.

Общее микробное число не должно превышать 20 микроорганиз­мов в 1 см3 для воды, предназначенной для пива.

 

2.6 Ферменты

 

Ферменты – это вещества белкового происхождения, которые, являясь биологическими катализаторами, значительно ускоряют реак­ции превращения веществ. Они широко распространены в растительных, микробных и животных клетках. Все биохимические процессы, протекающие в живом организме и связанные с ростом, развитием и обменом веществ, катализируются ферментами, вырабатываемыми клетками самого организма. Вещества, подвергшиеся под действием ферментов химическим превращениям, называют субстратами. Ферменты (экзимы) специфичны, то есть они действуют только на один или несколько  одинаковых по структуре субстратов.

Когда при переработки зернового сырья ферментов недостаточно, то дополнительно вводят ферменты микроорганизмов. Для этого выращивают биомассу микроорганизмов (продуцентов), используя твердую или жидкую питательную среду. На твердой  сыпучей питательной среде или на поверхности твердого слоя жидкой среды выращивают культуры только аэробных микроорганизмов. Этот метод культивирования микроорганизмов называют поверхностным (П). Глубинным методом (Г) выращивают микроорганизмы в глубине жидкой питательной среды. Он пригоден как для аэробных, так и для анаэробных микроорганизмов. Выращенную биомассу применяют или непосредственно, или выделяют из нее ферментные препараты. Ферментный

 

Лист

 38

 

 

препарат, помимо основного активного белка, называемого ферментом, содержит комплекс других ферментов и баластные вещества.      

В технологии пива основным источником ферментов является проросшее зерно (ячмень, пшеница, рожь). К важнейшим ферментам этих культур относятся амилазы, протеазы, гемицеллюлазы (цитазы), фосфатазы.

В пивоварении применяют ферментные препараты Амилоризин 1 Пх и ПОх, содержащий амилолитические, протеолитические и цитолитические ферменты.

В последнее время в нашей стране широкое распространение получили ферментные препараты зарубежного производства. Например, Церемикс, содержащий α-амилазу, β-глюканазу, протеазу, Термамил, Фунгамил.

 

2.7 Дрожжи

 

Дрожжи – одноклеточные организмы, относящиеся к классу сумчатых грибов. Форма дрожжевых клеток бывает овальной, эллиптической, округлой.

В пивоваренном производстве используют только культурные дрожжи, которые относятся к семейству Saccharomycetaceae и роду Saccharomyces.

Дрожжи низового брожения отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что они полностью сбраживают рафинозу, имеют оптимальную температуру для роста 25 – 27 °С и минимальную 2 – 3 °С, а при 60 – 65 °С  отмирают. Максимальное размножение низовых дрож­жей происходит при рН  4,8 – 5,3.

Кислород, растворенный в сусле, способствует размножению дрожжей, в то время как продукты бро­жения (этиловый спирт, диоксид углерода, высшие спирты, ацетальдегид, кислоты), а также повышенная концентрация сахара угнетают развитие дрожжей.

Пивные дрожжи должны отвечать следующим требованиям: бы­стро сбраживать сусло, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат, активно образовывать хлопья, осветляя таким образом  пиво в ходе брожения.

Дрожжи низового брожения не переходят в поверхностный слой пива – пену, а по окончании брожения быстро оседают и образуют плотный слой на дне бродильного аппарата.

Дрожжи расы f-чешская хорошо осветляют пиво, придают ему приятный аромат, устойчивы к инфекции и автолизу. Дрожжи штамма 8аМ имея высокую бродильную активность, повышенный коэффициент раз­множения, хорошо оседают, а дрожжи штамма Ф-2 способны сбраживать мальтотетрозу и низкомолекулярные декстрины, поэтому глубоко выбраживают сусло. Использование дрожжей этих двух рас дает возможность сократить длительность главного брожения с 7 до 5 суток и получить пиво с хорошим вкусом.

 

2.8 Вишневый сок

 

Цвет вишневого сока рубиновый, вкус, освежающий с тонким ароматом зрелой вишни. Соки вишневые с мякотью имеют менее привлекательный вид, но

 

Лист

 39

 

 

 

их пищевая ценность значительно выше.

Осветленный вишневый сок содержит 10 – 18 % сахара, 1,7 % органических кислот, калий, натрий, кальций, магний, железо, а также каротин, цитрин, никотиновую кислоту и небольшое количество витамина С.

Очень ароматный, вкусный, сладкий сок. Вишни перебирают, промывают и измельчают. Внимательно следят, чтобы косточки оставались целыми, так как они содержат вредные вещества. Лучше всего косточки удалять заблаговременно. Из вишневой массы немедленно отжимают сок. Если сок кислый, то его смягчают яблочным или черешневым соком. Можно добавить сахарный сироп из расчета 400 г на 0,6 л натурального сока. Купажированный сок немедленно подвергается тепловой обработке.

Вишневый сироп улучшает вкус лекарств и поэтому добавляется к некоторым микстурам. Вишневый сок применяется как отхаркивающее средство при катарах дыхательных путей. Вишневый сок улучшает обменные процессы, укрепляет организм, улучшает аппетит. Фолиевая кислота и железо, содержащиеся в соке вишни, полезны при малокровии, кахетины и антоцианы укрепляют стенки кровеносных сосудов. Вишня содержит полезные вещества биофлавоноиды, более известные как витамин Р, повышающий иммунитет и нормализующий давление. Витамин Р способствует заживлению ран, восстановлению после травм. Особенность вишневого сока в его выраженном противовоспалительном действии Вещества содержащиеся в нем эффективны при воспалении суставов и действуют быстрее чем привычный аспирин. Вишня полезна для работы сердца, активно влияет на кровеносные и пищеварительные процессы в организме.

Вишневый сок – хорошее средство от усталости. Ученые выяснили, что у тех, кто выбирает соки из красных фруктов, лучше развиваются мышцы. Благоприятный эффект вишневого сока, по мнению специалистов, может быть связан с тем, что в этом фрукте содержатся антиоксиданты и компоненты, обладающие противовоспалительным действием.

Вишня содержит также много витамина С и каротин, богата минеральными солями, такими как калий, фосфор, железо, содержит витаминоподобное вещество – инозит – регулятор обмена веществ, пектины, а также антоцианы, которые укрепляют капилляры.

 

Таблица 2.3 – Органолептические показатели вишневого сока

 

Наименование показателя

Характеристика

1

2

 

Внешний вид

Прозрачная жидкость                         

Допускается:                                

- легкая опалесценция

 

Вкус и аромат

Натуральные, хорошо выраженные,                       свойственные использованным фруктам, прошедшим тепловую

 

Лист

 40

 

 

 

Продолжение таблицы 2.3

 

1

2

 

 

обработку. Не допускаются посторонние привкус и запах

 

Цвет

Однородный по всей массе, свойственный цвету плодов или ягод, из которых изготовлен сок.      

Допускаются незначительное обесцвечивание соков из темноокрашенных фруктов                    

 

2.9 Апельсиновый сок

 

Апельсины не только вкусны, но и очень полезны, а напитки на основе апельсинового сока освежают и укрепляют организм.

О целебных свойствах цитрусовых были прекрасно осведомлены лекари Средневековья, которые прописывали апельсиновый сок при различных инфекционных заболеваниях и искренне считали, что он предохраняет от ядов, а также от чумы и холеры.

Апельсины укрепляют сердечную мышцу, уменьшают коагуляцию (сворачиваемость) крови, полезны при учащенном сердцебиении, кровотечениях, желтухе, изжоге, диспепсии.

Не будет преувеличением сказать, что апельсиновый сок занимает первое место по популярности среди всех фруктовых соков. Апельсиновый сок – это настоящий кладезь витаминов, в нем содержится полный набор витаминов групп А, В, С, это прекрасное витаминное и противоцинговое средство, кроме того свежеприготовленный апельсиновый сок стабилизирует обменные процессы и предупреждает развитие атеросклероза.

Используется он в слабительных, ветрогонных и желудочных лекарственных препаратах. Стабилизирует настроение, устраняет депрессию. Повышает упругость, оберегает сухую кожу, испытывающую витаминный голод. Устраняет снижение остроты зрения, связанное с гиповитаминозами и переутомлением.

Ликвидирует воспаление и кровоточивость десен, а также деструктивные изменения тканей при парадонтозе. Желчегонное средство, нормализует углеводно-жировой обмен, способствует снижению веса. Повышает сопротивляемость организма к инфекциям.

Применяется как отдушка при производстве лекарств, а также в косметике и парфюмерии. Находит широкое применение в пищевой промышленности, а также в производстве алкогольных и безалкогольных напитков.

 

 

Лист

 41

 

 

 

Таблица 2.4 – Органолептические показатели апельсинового сока

 

Наименование показателя

Характеристика

1

2

 

Внешний вид

Однородная текучая жидкость с равномерно распределенной мякотью фруктов по всей массе сока.

Допускаются:

- незначительное расслаивание и небольшой осадок частиц мякоти на дне тары;

- наличие частиц съедобной части плода 

 

Вкус и аромат

Натуральные, хорошо выраженные, свойственные использованным фруктам. Не допускаются посторонние привкус и запах

 

Цвет

Однородный по всей массе, свойственный цвету фруктов, из которых изготовлен сок.  Допускаются более темные оттенки в соках из светлоокрашенных фруктов

 

2.10 Сахар

 

Сахар является одним из основных компонентов напитков.

Сахар, применяемый для производства напитков, представляет собой сахарозу С12Н22О11, получаемую из сахарной свеклы или тростника. Сахароза хорошо растворяется в воде.

Раствор называют насыщенным, если при данной температуре кристаллическая сахароза больше не растворяется. С повышением температуры растворимость сахарозы увеличивается. Если этот раствор охладить до первоначальной температуры, то дополнительно растворившаяся сахароза останется в растворе, и он станет пересыщенным. Из пересыщенного раствора сахароза может самопроизвольно выкристаллизовываться на поверхностях трубопроводов, оборудования, емкостей. Поэтому при перевозках и хранении удобнее использовать ненасыщенные растворы сахара, но не ниже 64 % сухих веществ. Сахароза плавится при 160 °С, превращаясь в светлую и вязкую жидкость, а при более высокой температуре карамелизуется.

Под действием кислот и фермента инвертазы в водном растворе сахароза гидролизуется, т. е. присоединяет одну молекулу воды и распадается на две равные части: глюкозу и фруктозу. Этот процесс называется инверсией, а полученная смесь глюкозы и фруктозы – инвертным сахаром, который препятствует кристаллизации сахарных сиропов.

 

 

Лист

 42

 

 

 

Для производства напитков используют сахар в виде сахара-песка.

Сахар-песок по своим органолептическим и физико-химическим показателям должен соответствовать требованиям действующего ГОСТа 21–94 (в пересчете на сухое вещество): содержание влаги не более 0,14 %; сахарозы не ниже 99,75 %; редуцирующих веществ не более 0,05 %; золы не более 0,04 %; цветность не более 0,8 усл. ед. ICUMSA; ферропримесей не более 0,0003 %; оптическая плотность 92 ед. По внешнему виду сахар-песок должен представлять собой бесцветные, однородные по величине, твердые, на ощупь сухие кристаллы моноклинической системы, с ясно выраженными гранями. Раствор, приготовленный из сахара-песка, должен обладать прозрачностью и термоустойчивостью, быть свободным от микроорганизмов, легко фильтроваться, не должен пениться, растворимость сахара-песка в воде должна быть полная. При добавлении этилового спирта в растворе сахара не должны появляться хлопья. По вкусу сахар-песок должен быть сладким, без посторонних привкусов и запаха, как в сухом сахаре, так и в его водном растворе. Сахар-песок должен быть белого цвета с блеском.

Сахар-песок используется для приготовления белого сахарного сиропа и колера, где сахарный сироп  приготовливают горячим способом.

Сахар-песок упаковывают в тканевые мешки и мешки с полиэтиленовым или бумажным вкладышем или в 5- и 6-слойные бумажные мешки по 50 кг. Мешки с сахаром на складах с цементными или асфальтированными полами должны укладываться на деревянные стеллажи, на складах с деревянными полами – на брезент, мешковину или другую ткань.

Сахар обладает значительной влагоемкостью, вследствие чего его следует хранить в сухом, чистом, проветриваемом помещении, где можно поддерживать постоянную температуру, с относительной влажностью воздуха 50 – 80 % на уровне нижнего ряда мешков; не следует хранить с сахаром другие продукты с посторонними запахами.

Сахар-песок для промышленной переработки имеет следующие показатели (в пересчете на сухое вещество): сахарозы не менее 99,85 %; редуцирующих веществ не выше 0,065 %; золы не более 0,05 %; влаги до 0,15 %; цветность не выше 1,5 усл. ед. или 195 ед. ICUMSA. 

 

 

2.11 Описание принципиально-технологической схемы производства пива

 

Технологический процесс производства пива состоит из следующих операций: очистки и дробления солода, получение пивного сусла (приготовление и фильтрование затора, кипячения сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла), сбраживание пивного сусла дрожжами, дображивание и созревание пива, осветление и розлив пива.

 

      

 

 

Лист

 43

 

 

2.11.1 Очистка солода

Сухой солод после хранения при поступлении в варочный цех очищают от металломагнитных примесей на магнитном сепарато­ре, а от пыли и остатков ростков – на полировочной машине.

Ячмень, используемый в качестве несоложеного сырья, очища­ют так же, как в солодовенном производстве. Наиболее эффектив­но использовать ячмень 1-го и 2-го сортов.

 

2.11.2 Дробление солода

Дробление солода является важной технологической операци­ей, влияющей в дальнейшем на процесс приготовления сусла, в том числе на продолжительность осахаривания и фильтрования, а также на выход экстракта. Составные вещества солода, находящие­ся в раздробленном состоянии, более тесно соприкасаются с во­дой, что облегчает и ускоряет их растворение.

Зерно ячменя во время соложения растворяется неравномерно, потому и структура эндосперма (мучнистого тела) зерна солода неодинакова. В зародышевой части структура эндосперма рыхлая, и он легко дробится, а кончики зерна солода, обычно не подверга­ющиеся ферментативной обработке, трудно измельчаются.

Дробленый солод состоит из частиц различной величины, ко­торые по размеру и внешнему виду делятся на шелуху, крупную, мелкую крупку и муку. Эти фракции дробленого солода отличают­ся друг от друга по химическому составу и при затирании ведут себя различно. Степень дробления солода имеет большое значе­ние для затирания и дальнейшего протекания технологического процесса приготовления сусла, выщелачивания дробины и фильт­рования затора.

При размоле зерна оболочка должна быть по возможности со­хранена, так как она служит фильтрующим слоем при отделении сусла от дробины. Она состоит в основном из целлюлозы, в которой содержатся разнообразные органические и неорганические вещества, легко переходящие в раствор и ухудшающие вкусовые качества пива. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экст­рактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происхо­дит значительное измельчение оболочки зерен, что затрудняет фильтрование и извлечение экстрактивных веществ из дробины. Для хорошо растворенного солода рекомендуется следующий со­став помола (%): шелуха – 15 – 18, крупная крупка – 18 – 22, мел­кая крупка – 30 – 35 и мука – 25 – 35.

Весьма целесообразно дробить увлажненный солод, так как это позволяет сохранить оболочку зерна, а эндосперм измельчить бо­лее тонко. Солод дробят на вальцовых солододробилках.

 

2.11.3 Затирание и осахаривание затора

Затирание включает смешивание дробленого солода с водой, ферментными препаратами, нагревание и выдержку полу­ченной смеси при определенном температурном режиме. Смесь дроб­леных зернопродуктов с водой, подвергаемых

 

Лист

 44

 

 

 

затиранию, назы­вают затором, массу зернопродуктов, загружаемых в заторный аппарат, – засыпъю, количество воды, расходуемой на приготов­ление затора, –   наливом.

Цель затирания состоит в экстрагировании растворимых веществ солода и превращении под действием фермен­тов большей части нерастворимых веществ в растворимые. Вещества, перешедшие при затирании в раствор, называют экстрактом.

Основными аппаратами для приготовления пивного сусла явля­ются заторные, фильтрационный и сусловарочный аппараты, кото­рые соединены между собой трубопроводами в единую систему, на­зываемую варочным агрегатом.

Процессы, происходящие при затирании.

Солод как основное сырье для сусла и пива является не только источником получения экстрактивных веществ, но и источником ферментов, под дей­ствием которых нерастворимые вещества самого солода и несоложеных материалов переходят в раствор. В солоде хорошего каче­ства активность ферментов высокая, позволяющая провести необ­ходимые биохимические изменения в заторе при использовании до 15 % несоложеного сырья. При большем расходе несоложеных материалов применяют ферментные препараты, содержащие амилолитические, протеолитические и цитолитические ферменты.

Основным процессом затирания является гидролиз крахмала, расщепляющийся амилолитическими ферментами до сбраживае­мых сахаров (глюкозы, мальтозы) и декстринов различной моле­кулярной массы, обеспечивающих полноту вкуса пива. На ско­рость ферментативных реакций оказывают влияние температура, рН и концентрация затора.

На активность ферментов значительно влияет также рН затора. Оптимум рН для действия амилаз и других ферментов солода ле­жит в пределах 5,5 – 5,7. Величина рН затора зависит от перераба­тываемого зернового сырья и применяемой воды. Для пивоваре­ния оптимальной является вода общей жесткостью 0,7 – 1,1 мгэкв/дм3. Для создания оптимального значения рН в затор добавляют молочную кислоту или гипс. 

 На действие ферментов и экстрагирование растворимых ве­ществ зернового сырья влияет гидромодуль затирания. С увеличе­нием концентрации затора скорость ферментативных реакций за­медляется, что заметно при увеличении концентрации свыше 16%. Поэтому обычно при затирании используют соотношение дробленых зернопродуктов к воде 1:4, чтобы концентрация пер­вого сусла не превышала 16 %.

Основной процесс расщепления белков протекает при солодоращении, а при затирании процесс распада их под влиянием про­теолитических ферментов проходит не так глубоко. Главными продуктами расщепления белков являются растворимые в воде белки, пептоны и полипептиды; аминокислот образуется сравни­тельно мало.

Способ и режим затирания.

  Отварочные способы характеризуются тем, что часть затора (называемая

 

Лист

 45

 

 

 

отваркой) подвергается кипячению с целью клейстеризации крахмала, что облегчает воздействие на него ферментов и увеличивает выход экстракта. По количеству отварок различают одно-, двух- и трехотварочный способы. Наиболее распространен­ными в промышленности являются одно- и двухотварочный спо­собы.

При использовании несоложеного сырья применяют способы совместного затирания с солодом или предварительной раздель­ной подготовки его с последующим соединением с солодовым за­тором, а также применяют очищенные отечественные и зарубеж­ные комплексные ферментные препараты двух типов с различным соотношением бактериальных и грибных ферментов, содержащие термостойкую а-амилазу, β-глюканазу, глюкоамилазу и протеазу. Дозировка их зависит от количества несоложеного сырья, каче­ства солода и активности ферментных препаратов. Использование препаратов обеспечивает ускорение технологических процессов, повышает выход экстракта, качество и стойкость готового пива.

Технологические режимы затирания отварочных способов раз­нообразны и зависят от состава и качества используемого зерново­го сырья.

В нашей технологии применяется двухотварочный способ затирания, он дает возможность перерабатывать солод различного ка­чества, изменяя температурный режим затирания.

В заторном аппарате готовят за­тор, выдерживают белковую паузу 15 – 30 мин при 40 – 45 0С. Далее в отварочный котел подают 1/3 – 1/2 затора (густая часть) – пер­вую отварку. Ее медленно подогревают до 61 – 63 °С, выдерживают 20 – 30 мин, затем осахаривают 15 – 30 мин при 70 – 72 0С, после чего доводят до кипения и кипятят в течение 20 – 30 мин.

Первую отварку медленно возвращают в основной затор, чтобы повысить температуру до 61 – 63°С, и выдерживают мальтозную паузу 15 – 20 мин. Затем отбирают вторую отварку в количестве 1/3 густой заторной массы, которую нагревают до 70 – 72 °С, выдерживают 15 – 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 7 – 10 мин. Го­товую отварку медленно перекачивают к основному затору. При этом температура затора поднимается до 70 – 720С и проводится осахаривание, контролируемое по йодной пробе (20 – 30 мин).

В случае необходимости (при использовании солодов пони­женного качества) сроки выдержки при температуре осахаривания могут быть увеличены до полного осахаривания затора, но про­должительность выдержки не должна превышать 1 ч.

После полного осахаривания затор подогревают до 75 – 77 °С и передают на фильтрование.

При всех способах затирания для интенсификации тепло-, массообменных и ферментативных процессов во время подогрева за­торной массы в аппаратах работают мешалки с большой частотой вращения, при выдержке при различных температурных паузах – с небольшой частотой вращения.

 

 

 

Лист

 46

 

 

 

2.11.4 Фильтрование затора

Фильтрованием называется процесс разделения неоднородных систем с твердой дисперсной фазой с помощью пористой перего­родки, пропускающей жидкость и удерживающей взвешенные в ней частицы. В пивоварении затор при фильтровании разделяют на сусло и твердую фазу (дробину).

Фильтрование проводят в фильтрационном чане или в фильтре-прессе через твердую фазу затора. Для формирования фильтрующего слоя в фильтрационном чане служит ситчатое дно, а в фильтре-прессе – хлопчатобумаж­ная ткань. Процесс фильтрования затора подразделяют на две ста­дии: фильтрование первого сусла, т. е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины водой с целью из­влечения экстрактивных веществ. Скорость фильтрования зави­сит от структуры и толщины осадка, качества и степени дробления солода и несоложеных материалов, давления при фильтровании и вязкости сусла.

Фильтрационный чан представляет собой цилиндрический со­суд с плоским дном. На расстоянии 8 – 12 мм от основного дна расположено второе ситчатое дно, которое служит основанием для дробины. От нижнего дна фильтрационного чана отходит ряд труб, по которым отводится сусло. На концах этих труб находятся краны для регулирования скорости фильтрования. Концы труб из днища фильтрационного чана выводятся к сборному корыту. Кра­ны вместе с корытом называются фильтрационной батареей. Для полного извлечения экстрактивных веществ из дробины внутри чана находятся разрыхлительный механизм и сегнерово колесо. Фильтрационный чан снабжен регулятором давления, который позволяет регулировать скорость фильтрования и указывает величину разности уровней жидкости в фильтрационном чане и ре­зервуаре регулятора.

 

2.11.5 Кипячение сусла с хмелем

Отфильтрованное сусло и промывные воды собирают в сусло­варочный котел, где и кипятят с хмелем. С момента, когда посту­пающее из фильтрационного чана сусло покроет дно сусловарочного котла, и до конца поступления промывных вод температуру жидкости поддерживают на уровне 75 – 78 °С. После спуска всех промывных вод проверяют полноту осахаривания и начинают кипятить сусло с хмелем.

При кипячении с хмелем сусло упаривается до нужного содержания сухих веществ. Одновременно происходят стерилизация сусла, инактивирование ферментов, коагуляция (свертывание) некото­рой части растворенных белков, выщелачивание и растворение горьких и ароматических веществ хмеля.

Содержание сухих веществ в сусле вместе с промывными вода­ми обычно ниже требуемой величины для данного сорта пива, по­этому при кипячении в результате испарения влаги повышается содержание сухих веществ сусла.

Для проведения дальнейших стадий технологического про­цесса приготовления пива требуется биологическая чистота сус­ла от которой зависит стойкость конечного продукта – пива. Для этой цели достаточна длительность кипячения 20 – 25 мин, однако на практике сусло кипятят около 1,5 – 2 ч. Только

 

Лист

 47

 

 

 

дли­тельное кипячение сусла позволит закрепить нужное соотноше­ние отдельных фракций белковых веществ, свертывание некото­рых неустойчивых белковых веществ в виде крупных хлопьев, которые в дальнейшем выпадут в осадок и приведут к осветле­нию сусла.

На образование хлопьев при свертывании белков и осветлении сусла кроме кипячения значительно влияют дубильные вещества хмеля.

Большое количество высокомолекулярных продуктов распада белков в сусле может привести к образованию мути в готовом пиве и повлиять на биологическую стойкость. После кипячения сусло должно хорошо осветляться, т. е. свер­нувшиеся крупными хлопьями белки должны быстро осаждаться на дне пробного стаканчика, а сусло должно быть прозрачным.

Хмель задают в сусло в два или три приема, причем последнюю порцию –   незадолго до конца кипячения.

Количество задаваемого хмеля зависит от сорта пива, качества и способа внесения хмеля. Количество хмеля тем больше, чем выше концентрация сусла, чем больше должна быть стойкость пива и чем короче продолжительность кипячения с хмелем.

Светлые сорта пива охмеляются сильнее, чем темные, и хмеле­вая горечь их больше. При охмелении пива, приготовленного на мягкой воде, требуется больший расход хмеля, чем при использо­вании жесткой воды.

Из перешедших в сусло горьких веществ хмеля большое значение имеет α-горькая кислота, так как она обусловливает горечь пива.

 

2.11.6 Отделение сусла от хмелевой дробины

Сразу после кипячения сусло освобождают от хмеля в хмелеотборном аппарате, который устнавливают под сусловарочным аппаратом.

Хмелеотборный аппарат  представляет собой цилиндрический сосуд  с коническим дном и крышкой с люком, установленный на стойках. Мешалка приводится в движение от привода  через муфту. Герметичность корпуса при вращении вала мешалки обеспе­чивается сальником. Кран  предназначен для поочередного спуска из  хмелеотборного аппарата профильтрованного сусла и хмелевой дробины. Хмелеотборный аппарат снабжен также смесителем, оросителем воды, указателем уровня, краном  для отбора проб.

 Разделение смеси происходит следующим образом. Сусло с хмелевой дробиной стекает из сусловарочного аппарата и хмелеотбор­ный аппарат через штуцер  при работающей мешалке. Хмелевая дробина остается на сите, а сусло проходит сквозь сито и насосом через разгрузочный кран  и распределительный кран перека­чивается на охлаждение.

В хмелевой дробине остается 6 – 7 дм3 сусла на 1 кг хмеля, поэтому 1-е промывают горячей водой и промывную воду присоединяют к суслу. Затем аппарат заполняют водой, смешивают с хмелевой дробиной и смесь удаляют насосом  в отходы. Вместе с хмелевой дро­биной удаляется значительная часть скоагулировавших белков.

Хмелевую дробину промывают горячей водой, которую присо­единяют к

 

Лист

 48

 

 

 

суслу. Воды следует использовать столько, на сколько объем сусла уменьшился за счет испарения во время перекачива­ния и охлаждения. Последнюю промывную воду можно использовать на затирание.

 

2.11.7 Осветление и охлаждение сусла

Цель этой стадии – понизить температуру до благоприятной для процессов брожения, удалить взвешенные частицы из сусла и насытить его кислородом воздуха.

В зависимости от методов брожения (низовое или верховое) сусло охлаждают до 6 – 7 или 14 – 16 °С. Охлаждение сусла прово­дят для того, чтобы снизить опасность инфицирования. Охлажде­ние проводят в две стадии: сначала сусло охлаждают сравнительно медленно до 60 – 70 0С, а затем быстро до начальной температуры брожения.

При охлаждении сусла содержащиеся в нем взвешенные час­тицы под действием силы тяжести выпадают в осадок. Различа­ют грубые и тонкие взвеси. Грубые взвеси образуются во время кипячения сусла с хмелем; образующийся при этом осадок на­зывают горячим или грубым осадком. Основное количество этого осадка задерживается в хмелеотделителе. На второй стадии выделяются вещества, растворимые в горя­чем и нерастворимые в холодном сусле. Осадок, образующийся на второй стадии, называется «холодным» или тонким осадком. Осаж­дение  взвешенных частиц – осветление сусла – положительно влияет на протекание последующего процесса брожения и улуч­шает качество пива. В горячем сусле кислород растворяется не­значительно; с понижением температуры сусла растворимость кислорода (как и других газов) увеличивается. Окислительные процессы за счет поступающего кислорода энергичнее протека­ют при более высокой температуре: сусло темнеет, резко пони­жаются хмелевые аромат и горечь. Эти процессы ухудшают каче­ство сусла. Однако кислород содействует коагуляции белков и образованию хорошего осадка в сусле, благодаря чему оно лучше осветляется. Чтобы сократить нежелательные окислительные процессы до минимума, общая продолжительность осветления и охлаждения сусла не должна превышать 100 мин. Для осветления сусла применяют отстойные чаны, гидроциклонные аппараты, сепараторы. Охлаждение проводят в теплообменниках, причем более эффек­тивными и распространенными являются пластинчатые холодиль­ники, устраняющие возможность инфицирования сусла.

 

2.11.8 Сбраживание пивного сусла

Брожение – сложный биохимический процесс, во время кото­рого под действием ферментов пивных дрожжей сбраживается ос­новное количество углеводов сусла. Существуют верховое и низо­вое брожение. Они отличаются применяемыми расами дрожжей и температурным режимом.

Низовое брожение протекает обычно при 6 – 10 °С, верховое – при 14 – 25 °С. Оба типа брожения протекают в две стадии: первую принято называть главным брожением, вторую – дображиванием. Главное брожение

 

 

Лист

 49

 

 

характеризуется более или менее интенсивным сбраживанием большей части сахаров сусла; дображивание – мед­ленным сбраживанием оставшихся сахаров, осветлением, созрева­нием пива и насыщением его диоксидом углерода.

Процесс главного брожения длится около 7 суток с момента введения дрожжей для сортов пива с начальным содержанием экст­ракта в сусле 11 – 13% и 8 – 10 сут для сортов с большим содержани­ем экстракта.

Главное брожение характеризуется биологическими, биохими­ческими и физико-химическими процессами.

К биологическим процессам относится размножение дрожжей. В пивном сусле содержатся все питательные вещества, необходи­мые для нормального размножения и развития дрожжей. Наибо­лее интенсивное размножение дрожжей происходит на начальной стадии главного брожения. В условиях ведения главного брожения одновременно осуществляется как размножение дрожжей, так и брожение. Но при нормальном брожении размножение дрожжей заканчивается задолго до конца брожения. Биомасса дрожжей уве­личивается в 3 – 4 раза.

Основным биохимическим процессом при главном брожении является превращение сбраживаемых сахаров в этанол и диоксид углерода.

Этанол и диоксид углерода – основные конечные продукты спиртового брожения. Из вторичных продуктов спиртового бро­жения в сбраживаемом сусле находятся глицерин, уксусный аль­дегид, пировиноградная, уксусная, янтарная, лимонная и молоч­ная кислоты, ацетоин (ацетилметилкарбонал), 2,3-бутиленгли­коль и диацетил. В основном преобладают такие кислоты, как ук­сусная и янтарная, а также 2,3-бутиленгликоль и уксусный альдегид и в незначительных количествах – ацетоин и лимонная кислота.

Процессом, сопутствующим спиртовому брожению, является образование из аминокислот высших спиртов, которые оказывают влияние на аромат и вкус пива. Высшие спирты являются своеоб­разными побочными продуктами брожения. Под действием эстераз дрожжей происходит образование слож­ных эфиров, главным образом из альдегидов. Высшие спирты, а также все кислоты, находящиеся в сбраживаемом сусле, также участвуют в процессах эфирообразования.

В результате сбраживания сахаров пивное сусло превращается в молодое пиво. Все находящиеся в нем вещества обусловливают его аромат и вкус. Так, высший спирт тирозол (образуется из ти­розина) обладает интенсивным горьким вкусом и является одним из главных компонентов, определяющих букет пива. Все высшие спирты (пропиловый, изобутиловый, изоамиловый, амиловый, тирозол, триптофол) обладают характерным запахом и дают слож­ные эфиры, которые приобретают приятные, смягченные запахи, влияющие на образование аромата и вкуса пива. С изменением концентрации некоторых веществ запахи изменяются и, входя в композицию в необходимом количестве, существенно улучшают общий аромат.

Сбраживание сусла сопровождается изменением рН. Началь­ное сусло при введении в него дрожжей имеет рН 5,3 – 5,6 и даже 6,0, а молодое пиво-рН 4,2-4,6

Понижение рН происходит вследствие образования углекислоты и органических

 

Лист

 50

 

 

кислот, главным образом янтарной и молочной.

Из других физико-химических процессов важное значение для брожения имеют коагуляция белковых веществ и ценообразова­ние. Образование спирта, эфиров и понижение рН сбраживаемого сусла способствуют коагуляции белковых веществ. Белковые ве­щества частично денатурируют, частично теряют свой заряд и флоккулируют.

Пенообразование обусловлено выделением пузырьков диоксида углерода. Образующийся в ходе брожения диоксид углерода снача­ла растворяется в сбраживаемом сусле, а по мере насыщения сусла выделяется в виде газовых пузырьков. На поверхности газовых пу­зырьков появляется адсорбционный слой поверхностно-активных веществ (белки, пектин, хмелевые смолы). При слипании отдель­ных пузырьков появляется пена, постепенно покрывающая поверх­ность сусла. В процессе брожения сусла внешний вид пены изменя­ется: в определенный период она напоминает завитки. Основу для образования завитков создают коагулируемые белки и выделяемые хмелевые смолы, а их формирования – диоксид углерода.

Главное брожение считается законченным при по­нижении экстрактивности сбраживаемого сусла на 0,1 – 0,2 % в те­чение суток. Полученный к концу этой стадии брожения продукт называют молодым пивом.

Процесс проводят в бродильных танках. Бродильные танки бывают закрытые, открытые, прямоуголь­ной и цилиндрической формы, из нержавеющей стали, алюминия и железобетона. Наибольшее распространение получили закры­тые танки цилиндрической формы. В таких бродильных танках вся дека при перекачивании пива в лагерные танки остается на верхней сферической части и стенках.

 

2.11.9 Дображивание и созревание пива

После главного брожения молодое пиво перекачивают в танки лагерного цеха для дображивания и выдержки.

Дображивание и выдержка пива имеют решающее значение для вкуса, пенистости и стойкости пива. В этот период протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Уменьшение скорости биохимических процессов обусловлено в основном более низкой температурой и меньшим количеством дрожжевых клеток в единице объема сбраживаемого продукта, так как основная масса дрожжей удаляется из него после окончания главного брожения. По мере дображивания окислительно-восста­новительный потенциал пива понижается: через 2 – 3 нед добра­живания гН2 пива с 22 снижается до 10 –  11. В этот период проис­ходят внутримолекулярное окисление многих неустойчивых ве­ществ и образование тонкой окислительной мути, трудно удаляе­мой методом фильтрования. Поэтому стремятся удалить эту муть естественным путем, т. е. осветлением. Осветление является вто­рой фазой дображивания и выдержки пива и заключается в том, что оседающие дрожжи сорбируют белковую муть и другие взвеси, увлекая их на дно лагерного танка.

Цель дображивания – карбонизация пива, т. е, насыщение пива СО2 – 

 

 

 

Лист

 51

 

 

 

важнейшей составной частью пива, которая придает пиву приятный и освежающий вкус, способствует пенообразова-нию, предохраняет пиво от соприкосновения с кислородом возду­ха, служит консервантом, подавляя развитие посторонних и вред­ных микроорганизмов.

Молодое пиво после главного брожения содержит около 0,2 % растворенной углекислоты, а готовое пиво – не менее 0,35 – 0,40 %.

В шпунтованном пиве большая часть углекислоты находится в пересыщенном состоянии. Пересыщение раствора газа в пиве дос­тигается при длительной выдержке пива в спокойном состоянии. Связывание и накопление углекислоты в пиве возможно благода­ря тому, что дображивание происходит в закрытых емкостях под избыточном давлением.

В среднем при нормальных условиях дображивания пересыще­ние пива углекислотой достигает 30 – 40 %.

Важным процессом при дображивании и выдержке является формирование аромата и вкуса пива. При выдержке вкус пива улучшается, выраженный дрожжевой привкус и привкус хмелевой горечи исчезают. Уменьшение горького вкуса при выдержке пива объясняется коагуляцией и старением хмелевых смол. Это одна из причин перехода грубого, горького вкуса в благородный. Дрожже­вой привкус исчезает в результате оседания дрожжей. Предполага­ют, что вследствие окислительных процессов исчезают вещества, которые обусловливают неприятный букет молодого пива.

При созревании происходят окислительно-восстановительные превращения таких соединений, как альдегиды, кислоты, спирты, полифенолы, ацетоин, диацетил и красящие вещества, а также хи­мическое взаимодействие многочисленных компонентов пива. В результате в пиве увеличивается содержание эфиров на 25 – 35 %, высших спиртов на 15 – 25 %, уменьшается содержание альдегидов на 30 – 40 %, диацетила на 40 – 50 %.

На вкус и аромат пива влияют также продукты распада белков дрожжевых клеток при их автолизе под действием протеолитичес-ких ферментов. Автолиз сопровождается выделением таких про­дуктов распада, как пентозы и аминокислоты, различные витами­ны, некоторые компоненты нуклеиновой кислоты. Вкус пива при выдержке становится легче и нежнее.

Дображивание пива проводят при температуре 1 – 2 0С в закры­тых аппаратах без контакта с воздухом, под давлением диоксида углерода 0,04 – 0,06 МПа. Для проведения выдержки пива под оп­ределенным постоянным давлением применяют специальные ре­гуляторы давления, называемые шпунтаппаратами.

 

2.11.10 Осветление пива

Важным процессом при дображивании и выдержке является формирование аромата и вкуса пива. При выдержке вкус пива улучшается, выраженный дрожжевой привкус и привкус хмелевой горечи исчезают. Уменьшение горького вкуса при выдержке пива объясняется коагуляцией и старением хмелевых смол. Это одна из причин перехода грубого, горького вкуса в благородный. Дрожже­вой привкус исчезает в результате оседания дрожжей. Предполага­ют, что вследствие

 

Лист

 52

 

 

 

окислительных процессов исчезают вещества, которые обусловливают неприятный букет молодого пива.

При созревании происходят окислительно-восстановительные превращения таких соединений, как альдегиды, кислоты, спирты, полифенолы, ацетоин, диацетил и красящие вещества, а также хи­мическое взаимодействие многочисленных компонентов пива. В результате в пиве увеличивается содержание эфиров на 25 – 35 %, высших спиртов на 15 – 25 %, уменьшается содержание альдегидов на 30 – 40 %, диацетила на 40 – 50 %.

 

2.11.11 Сепарирование пива

Это высокопроизводительный способ с минимальными потерями и затратами. Однако сепараторы обла­дают невысокой эффективностью осветления: плохо выделяются частицы высокой степени дисперсности. Поэтому сепарирован­ное пиво не имеет блеска. При сепарировании хорошо выделяют­ся дрожжи, поэтому его применяют для предварительного осветления  пива  при высоком  содержании  плохо флокулирующих дрожжевых клеток (более 1,5 млн в 1 см3).

Осветление пива этим способом основано на использовании центробежной силы. Сепаратор для осветления пива отличается от сепаратора для осветления сусла конструкцией барабана: для осветления сусла применяют камерный барабан, а для пива – та­рельчатый.

При осветлении пива на сепараторах повышается его темпера­тура, поэтому перед сепарированием пиво рекомендуется охлаж­дать до 0,5 0С.

Один раз в неделю сепараторы разбирают и подвергают полной очистке и мойке на специальных моечных машинах с применени­ем дезинфицирующих веществ – содового раствора и раствора четвертичных аммонийных оснований.

Преимущества сепарирования: снижение производственных потерь пива, более легкий переход от пива одного сорта к пиву другого сорта.

 

2.11.12 Фильтрование пива

Наиболее эффективным является фильтро­вание через намывной слой фильтрующего материала, а также че­рез фильтр-картон. В намывных фильтрах в качестве фильтрую­щего материала чаще всего используют диатомитовые порошки.

Диатомитовые порошки механически задерживают частицы мути (смолы, белковые вещества и др.). Их готовят из сырого диа­томита, который представляет собой остатки кремнистых панци­рей одноклеточных микроскопических водорослей – диатомий.

Диатомит не должен изменять вкус, цвет, рН пива. Установка для диатомитового фильтрования состоит из наполнителя; дозато­ра для смешивания пива с порошком; фильтра, в котором создает­ся фильтрующий слой; пивного насоса и насоса для принудитель­ного суспендирования порошка в ток (струю) пива. Отфильтро­ванное пиво перекачивают в сборники, работающие под избыточ­ным давлением 0,05 МПа.

 

Лист

 53

 

 

 

Для фильтрования используют фильтры различной конструк­ции, но с одинаковым принципом работы. Сначала на фильтрую­щие элементы намывают опорный слой из грубого дисперсного диатомита толщиной 0,5 – 1,5 мм, а затем фильтрующий слой из тонкого диатомита толщиной 2 – 2,5 мм.

Затем на фильтр подают пиво. В течение всего процесса фильт­рования в поток подаваемого на фильтр пива насосом-дозатором вносится определенное количество диатомитовой суспензии. Рас­ход диатомита составляет 80 – 200 г/дм3 в зависимости от каче­ственного и количественного состава твердой фазы пива. По дос­тижении максимального давления, обусловленного для данного типа фильтра (для большинства фильтров оно составляет 0,6 МПа), прекращают фильтрование, удаляют осадок, моют и пе­риодически дезинфицируют фильтр. Диатомитовые фильтры обеспечивают хорошее фильтрование и высокую производитель­ность при содержании дрожжевых клеток 0,15 – 0,3 млн в 1 см3 не­фильтрованного пива. При большем содержании дрожжей произ­водительность фильтра снижается, поэтому рекомендуется ис­пользовать сепараторы для предварительного осветления пива.

Для осветляющего и стерильного фильтрования применяют картон. Размер пор картона для осветляющего фильтрования 10 – 15 мкм, для стерильного –  3 –  5 мкм. Картон изготовляют из дре­весной и хлопковой целлюлозы с добавлением асбеста. Во избежа­ние попадания волокон асбеста в фильтр одна сторона картона имеет пористое полимерное покрытие.

 

2.11.13 Карбонизация пива

Иногда пиво, профильтрованное любым из описанных выше способов, перед розливом недостаточно насы­щено углекислотой. В этом случае его подвергают карбониза­ции – искусственному дополнительному насыщению диоксидом углерода. Перед карбонизацией пиво охлаждают до 1 °С.

Карбонизацию пива осуществляют следующим образом. Пиво, охлажденное до 1°С, поступает по продуктопроводу в нижнюю часть колонки карбонизатора, где смешивается с СО2, поступаю­щим из распылителя. Затем пиво проходит через решетчатые дис­ки в колонку карбонизатора, заполненную фарфоровыми шарика­ми, где дополнительно насыщается газом. Пиво, насыщенное CO2, из карбонизатора поступает в сборник фильтрованного пива, где его выдерживают в течение 4 – 12 ч при температуре не выше 2 0С и давлении не ниже 0,05 МПа.

 

2.11.14 Розлив пива

Это сложный технологический процесс, включаю­щий разнообразные операции: подготовку тары, розлив пива, уку­порку, оформление, бракераж и хранение готовой продукции.

Пиво разливают в новые и оборотные бутылки вместимостью 0,5 и 0,33 дм3, изготовленные из прозрачного стекла, оранжевого или зеленого цвета, способствующего сохранению качества пива; в новые полимерные бутылки вместимостью 0,5 – 2 дм3; в бочки, кеги, автотермоцистерны. Бутылки должны

 

Лист

 54

 

 

 

быть стандартными, с гладкой поверхностью, со стенками равномерной толщины, тер­мостойкими. Они должны выдерживать внутреннее давление не менее 0,08 МПа. Пиво разливают в бутылки на автоматических линиях производительностью 3, 6, 12, 24 и 36 тыс. бут/ч. Во избе­жание потерь СО2 используют изобарический принцип розлива.

 

2.11.15 Укупорка

Бутылки с пивом герметично укупоривают кроненпробкой на укупорочном аппарате. А затем транспортером они направляются на этикетирование.

 

2.11.16 Этикетирование

Наполнение и укупоренные бутылки непрерывным потоком подаются по транспортеру к этикетировочному автомату для приклеивания этикеток.

На этикетках должно быть напечатано наименование сорта пива,  название завода и отмечено время розлива. Этикетки должны быть целыми и наклеиваться аккуратно.  

Бутылки с пивом маркируют путем наклеивания на каждую бутылку  этикетки, контрэтикетки и  кольеретки на горлышко бутылки. Для этого используют раствор специально приготовленного клея. Перед этикетированием бутылки подвергают слабому нагреванию, чтобы лучше приклеилась этикетка.

 

2.11.17 Бракераж

Укупоренные бутылки с пивом и наклеенными этикетами транспортером перемещаются в бракеражную установку, где осуществляется проверка бутылок на наличие дефектов и отбор брака. Бутылки подвергают визуальному осмотру перед световым экраном. При этом контролируют герметичность укупорки, прозрачность, отсутствие недолива, правильность наклеивания этикеток и контрэтикеток, наличие посторонних включений, трещин в бутылках. Отбракованные бутылки отбираются на удаление, а прошедшие бракераж поступают в автоматический упаковщик.

 

2.11.18 Упаковка

Упаковывают бутылки с пивом в дощатые ящики по ГОСТ 13360, 18575, в ящики из гофрированного картона по ГОСТ 13516 с применением  полимерных материалов и термопленки. Упаковка осуществляется автоматическим упаковщиком, а затем готовую продукцию отгружают на склад для хранения и реализации.

 

2.11.19 Хранение

Пиво, разлитое в бутылки, хранят в затемненном помещении, при температуре, от 10 до 12 ° С, в случае, если оно пастеризовано.

Гарантийный срок хранения па­стеризованного пива, приготовленного с применением стабилизаторов, – 6 месяцев, без применения стабилизаторов – 3 месяца со дня розлива.

 

 

Лист

 55

 

 

 

 2.12 Расчет продуктов производства пива и бирмикса

 

 Определение количества продуктов производства пива состоит в расчете расхода сырья, количества проме­жуточных продуктов, готовой продукции и отходов про­изводства.

 Исходные данные для расчета продуктов включают: качественные показатели сырья, технологическую схему, ассортимент выпускаемой продукции, нормы потерь по стадиям производства к годовому выпуску пива.

 Вначале выполняется расчет количества промежу­точных продуктов, готового пива и отходов производ­ства, получаемых из 100 кг зернового сырья. Получен­ные данные позволяют определить расход сырья, коли­чество промежуточных продуктов и отходов на 1 дал и годовую выработку пива.

 Качественные показатели сырья, используемого при производстве пива, принимаются в соответствии с нормами технологического проектирования, таблица 2.5.

 

Таблица 2.5 – Характеристика сырья, используемого в производстве пива

 

Сырье

Влажно-сть, %

Экстрактивность, % на сухое вещество

Насыпная плотность, кг/м3

1

2

3

4

Солод светлый

5,6

      76

530

Солод карамельный

6

      72

530

 

Величины потерь по стадиям производства принимают в расчете из таблицы 2.6.

 

Таблица 2.6 – Потери при производстве пива

 

Потери

Останкинское

1

2

В варочном цехе экстракта при затирании, % к массе сырья

2,7

В варочном цехе в солодовой, хмелевой дробине, на стадии охлаждения и осветления сусла, % к объему горячего сусла

 

6

В отделении главного брожения, % к объему холодного сусла

2,3

В отделениях  дображивания и фильтрования, % к объему молодого пива

в том числе при фильтровании

2,7

 

1,7

 

Лист

 56

 

 

 

Продолжение таблицы 2.6

 

1

2

В отделении брожения и дображивания пива в ЦКБА, % к объему холодного сусла

в том числе при фильтровании

4,65

 

1,55

При розливе пива в бутылки, % к объему фильтрованного пива

2

При пастеризации пива в бутылках, % к объему пива, подлежащего пастеризации

2

 

Рецептура темного пива «Останкинское»:

 

Солод светлый                    78 %

Карамельный солод            22 %

 

2.12.1 Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернового сырья

Темное пиво «Останкинское» готовится из 78 % светлого солода и 22 % карамельного солода. Следовательно, масса светлого солода Q1 = 78 кг, карамельного Q2 = 22 кг. Потери солода при полировке Пп = 0,5 % к массе, т.е.

,                                   (2.1)

 

где Пп – потери при полировании, %;

       Q – масса солода, кг

 

                                        кг.

 

                                       

Количество полированного солода

 

,                              (2.2)

где – масса солода, кг;

      – потери при полировании, %.    

                 

      кг.

          

 

Лист

 57

 

 

 

Карамельный солод не полируется.

При влажности светлого солода W1 = 5,6 %, количество сухих веществ в

солоде:

 

 

                                       ,                                     (2.3)

 

где – количество полированного солода, кг;

    – влажность солода, %.

 

                                      кг.

 При влажности карамельного солода W2 = 6 %, количество сухих веществ в солоде:

                                                                                             

                                       кг.

 

Экстрактивность светлого солода Э1 принимается равной 76 % и карамельного солода Э2 = 72 % массы сухих веществ. Отсюда содержание экстрактивных веществ:

 

,                         (2.4)
         

 где Qсв – количество сухих веществ в солоде, кг;

      Э – экстрактивность солода.

 

В светлом солоде:

 

 кг.

 

В карамельном солоде:

 

 кг.

                                                                                       

Общее количество сухих веществ:   

                          

                                         ,                                                 (2.5)

             

 

Лист

 58

 

 

 

 где Qсв1 – количество сухих веществ в светлом солоде, кг;

       Qсв2 – количество сухих веществ в карамельном солоде, кг.

 

 

 кг.

 

Общее количество экстрактивных веществ:

 

                                               ,                                (2.6)

 

где Qсв1 – количество экстрактивных веществ в светлом солоде, кг;

      Qсв2 – количество экстрактивных веществ в карамельном солоде, кг.

 

 кг.

 

 Потери экстракта в варочном цехе  равняется 2,7 % к массе зернопродуктов, или

 

,                                    (2.7)

 

где Пэ – потери экстракта в варочном цехе, %

 

 кг.

 

 Количество экстрактивных веществ, перешедших сусло:

 

,                                   (2.8)

 

где Qэв – общее количество экстрактивных веществ, кг;

   Qпэ – потери экстракта, кг.

 

 кг.

 

 Полученные при расчете данные сводятся в таблицы 2.7 и 2.8.

 

Лист

 59

 

 

 

  Таблица 2.7 – Расчет количества экстрактивных веществ зернопродуктов

 

 

Показатели

Сусло

Останкинское

Светлый солод

Карамельный солод

1

2

3

Расход сырья, кг

78

22

Норма потерь при полировке, %

0,5

-

Отходы при полировке, кг

0,39

-

Масса полированного солода, кг

77,61

-

Влажность, %

5,6

6

Масса сухих веществ, кг

73,3

20,68

Экстрактивность, %

76

72

Экстрактивность зернопродуктов, кг

55,71

14,89

 

 Таблица 2.8 – Расчет количества экстрактивных веществ переходящих в                 сусло

 

Показатели

Останкинское

1

2

Содержание сухих веществ в сырье, кг

93,98

Количество экстрактивных веществ

в сырье, кг

70,6

Норма потерь экстракта в варочном цехе, % к массе затираемого сырья

2,7

Потери экстракта в варочном цехе, кг

2,7

Количество экстрактивных веществ, переходящих в сусло, кг

67,9

 

 2.12.2 Определение количества промежуточных продуктов и готового пива

 В горячее сусло в соответствии с расчетом переходит следующее количество экстрактивных веществ: 67,9 кг.

 Масса сусла определяется отношением количества экстрактивных веществ к массовой доле сухих веществ в начальном сусле, деленной на 100. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле (е) для  пива Останкинское 17%, плотность сусла при 20°С (d) равна 1,0590 кг/л.

Масса сусла

 

                           ,                                                          (2.9)

 

 

 

Лист

 60

 

 

                                       

  где Эс – количество экстрактивных веществ переходящих в сусло, кг;

 

кг.

 

 Объем сусла при 20 ºС

 

                                        (2.10)

 

 где Qс – масса сусла, кг;

       d – плотность сусла при 20 ºС, кг/л.

 

 дал.

 

 Коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до 100 ºС равен 1,04. С учетом этого коэффициента объем горячего сусла  равен для пива:

 

                               (2.11)

где Vc – объем сусла при 20 ºС, дал;

       k – коэффициент объемного расширения при 100 ºС.

 

    Объем горячего сусла для Останкинского пива

 

 дал.

 

 Потери сусла  в варочном цехе с солодовой и хмелевой дробиной, на стадии осветления и охлаждения сусла равны для Останкинского пива 6 % объема горячего сусла.

Объем холодного сусла

 

                    (2.12)   

 

 

где Vгс – объем горячего сусла, дал;

      Пхд – потери сусла в варочном цехе, %.

 

 

          дал.

              

 

Лист

 61

 

 

 

 Сбраживание пива Останкинского в ЦКБА. Потери в отделении фильтрования  для сортов пива с массовой долей сухих веществ в начальном сусле 17 % равны и составляют 4,65 % объема холодного сусла, в том числе потери при фильтровании  %.

 Потери при брожении и дображивании:

  

,                                         (2.13)

 

 

 где Ппф – потери пива, %;

      Пф – потери при фильтровании, %.

 

 %

 

 Объем нефильтрованного пива

 

                               (2.14)

                                                 

 

 где Vхс – объем холодного сусла, дал;

       Пб – потери при брожении и дображивании, %.

 

 

 дал.

 

     Объем фильтрованного пива

 

,                              (2.15)

     где Vхс – объем холодного сусла, дал;

       Пбф –  потери пива, %.

 

 

 дал.

 

Потери готового пива при розливе в бутылки равны 2 % к объему фильтрованного пива.

Количество товарного пива:

 

Лист

 62

 

 

 

,                                                                                                                        (2.16)

    где Vфп – объем фильтрованного пива, дал;

          Пр – потери пива при розливе, %.

 

 дал.

 

    Общие видимые потери по жидкой фазе определяют по разности между объемом горячего сусла и готового пива и составляют:

 

,                           (2.16)                                                                                 

   где Vгс – объем горячего сусла, дал;

         Vтп – объем товарного пива, дал.

 

 дал.

 

  или по отношению к объему горячего сусла:

 

              

,                                    (2.17)

 

 

 где По – объем видимых потерь, дал;

        Пгс – объем горячего сусла, дал.

 

 дал.

 

Расчет количества промежуточных продуктов и готового пива выполняется в виде таблицы 2.9.

 

Таблица 2.9 – Расчет количества промежуточных продуктов и готового пива

 

Показатели

Останкинское

1

2

Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %

17,0

Масса сусла, кг

366,41

 

Лист

 63

 

 

 

 Продолжение таблицы 2.9

 

1

2

Плотность сусла при  20 0С, кг/г

1,0590

Объем сусла при 20 0С, дал

37,87

Коэффициент расширения сусла при его нагревании до 100 0С

1,04

Объем горячего сусла, дал

39,22

Потери сусла в варочном цехе с солодовой и хмелевой дробиной на стадии осветления и охлаждения сусла, % к объему горячего сусла

6

Объем холодного сусла, дал

36,87

Потери в отделении главного брожения, % к объему холодного сусла

2,3

Объем молодого пива, дал

36,02

Потери в отделении дображивании и отделении фильтровании, % к объему молодого пива 

2,7

Потери при дображивании, % к объему молодого пива

1

Объем нефильтрованного пива, дал

35,73

Объем фильтрованного пива, дал

35,16

Объему фильтрованного пива в бутылки

2

Объем товарного пива, дал

34,46

 

 2.12.3 Определение расхода хмеля

 Норма расхода хмеля на 1 дал равен 22 грамма. Следовательно, расход хмеля:

 

                                                     ,                              (2.18)

 

 где Vтп – объем товарного пива, дал;

   Нх – расход хмеля, г/дал.

 

 кг.

 

  2.12.4 Определение количества отходов

 При брожении и дображивании сусла в ЦКБА избыточных дрожжей W=88 % на 10 дал 2 л. Исходя из этого избыточных дрожжей на 100 кг зернопродуктов для пива «Останкинское» равно:

 

Лист

 64

 

 

  

,                                (2.19)

 где Vхс – объем холодного сусла, дал;

       Vдрож – объем дрожжей для сбраживания 1 дал сусла, л.

 

 л.

 

На 1 дал готового пива при главном брожении выделяется 150 г углекислого газа, который может утилизироваться. Готовое количество углекислого газа:

 

,                                 (2.20)

 

 где – объем товарного пива за год, дал.

 

QСО2 = 0,15∙3000 = 450 дал.

 

 

Исправимый брак пива из цеха розлива составляет 2 % по всем сортам пива. Его объем за год:

 

                             

,                                (2.21)

 

 где  - объем товарного пива за год, дал.

 

Vиб = 0,02∙3000 = 60 дал.

 

Сведем все в таблицу 2.10.

 

Таблица 2.10 – Нормы расхода сырья и продуктов при производстве пива

 

Сырье

Останкинское

 

На 100 кг

На 1 дал

На 3000 дал

 

1

2

3

4

 

Солод светлый

78

2,263

6789

 

Солод карамельный

22

0,64

1920

 

Хмель

0,76

0,022

66

 

 

 

 

 

Лист

 65

 

 

Продолжение таблицы 2.10

 

1

2

3

4

Промежуточные продукты и товарное пиво

Сусло горячее, дал

39,22

1,138

3414

Сусло хол., дал

36,87

1,070

3210

Пиво нефильт., дал

35,73

1,037

3111

Пиво фильт., дал

35,16

1,020

3060

Дрожжи семенные, л

 

0,054

162

Пиво товарное, дал

34,46

1,000

3000

Отходы

Дробина солодовая, кг

210,8

6,117

18351

Дробина хмелевая, кг

3,5

0,102

306

Шлам сепараторный, кг

1,75

0,051

153

Дрожжи избыточные, л

-

0,086

258

Диоксид углерода, л

-

0,15

450

Отходы при полировке, кг

0,45

0,013

36

Исправимый брак пива, л

-

0,2

600

 

 

12.5 Расчет вспомогательных материалов на производство пива

 

 Таблица 2.11 – Расход вспомогательных материалов на производство пива

 

Операция

Материал

Единица измерения

Норма

На 3000 дал

 

1

2

3

4

5

 

Фильтрование пива

Картон опорный

Картон осветляющий

г/дал

 

г/дал

 

 

1,4

 

0,8

 

 

4200

 

2400

 

Лист

 66

 

 

 

 Продолжение таблицы 2.11

 

1

2

3

4

5

 

 

Кизельгур

г/дал

25

75000

Подкисление затора

Кислота молочная пищевая

 

кг/100 кг

сырья

 

0,08

 

240

Укупорка бутылок с пивом

 

Кроненпробка

% к кол. готовой продукции

 

104,5

 

313500

Этикетировка бутылочной продукции

 

Этикетки

 

шт./дал

 

20,9

 

62700

Наклейка этикеток

Декстрин

г/дал

5,5

16500

Приготовление затора

Ферментный препарат МЭК

г/т

40

120000

Дезинфекция оборудования и коммуникаций

 

Известь хлорная

 

кг/тыс. дал

 

1,6

 

4800

Дезинфекция территории (особенно загрязненных мест)

 

Известь хлорная

 

кг/м2 площади

 

 

18

 

 

54000

Приготовление антиформина для снятия пивного камня,мойки сепараторов

 

 

Сода каустическая

 

 

кг/тыс. дал пива

 

 

1,7

 

 

5100

Мойка стеклотары

Сода каустическая

кг/млн. бутылок

1100

1100

Мойка стеклотары

Сульфанол НП – 3 40% -ный

кг/млн. дал

225

225

Приготовление раствора антиформина

Сода кальцинированная техническая

 

кг/тыс. дал

 

3,6

 

10,8

Приготовление покрытия емкостей

 

Эпросин

кг/м2  поверхности емкостей

 

0,8

 

2,4

 

Лист

 67

 

 

 

  Продолжение таблицы 2.11

 

1

2

3

4

5

Очистка воздуха

Антимикробное фильтровальное иглопробивное

 

м3/млн. дал

 

1,2

 

1,2

 

 

2.13 Расчет и выбор оборудования для производства пива и бирмикса

 

2.13.1 Оборудование для приема и хранение зерна

Зернопродукты поступают на завод по железной дороге.

Для хранения солода используют силоса марки СКМ 6-12, общая вместимость корпуса 7,7 тыс. т, загрузка в силоса осуществляется при помощи шнекового транспортера марки ТСМ 8 - 6, техническая характеристика приведена в таблице 2.12.

 

Таблица 2.12 – Техническая характеристика шнекового транспортера ТСМ 8 - 6 

 

                    Показатели

Значение

                               1

2

Производительность по зерну, т/ч

8

Длина, м

6

Мощность электродвигателя, кВт

1,5

 

2.13.2 Оборудование дробильно-полировочного отделения

Это оборудование устанавливается в помещении, изолированном от варочного отделения.

Техническая характеристика весов автоматических для взвешивания солода ДМ-20 приведена в таблице 2.13.

 

Таблица 2.13 – Техническая характеристика автоматических весов ДМ-20

 

Показатели

    Значение

1

2

Предел взвешивания, кг

     15 – 20

Производительность, т/ч

  0,50 – 1,98

Габаритные размеры, мм

955×1025×1185

Масса, кг

         30

 

Полировочная машина предназначена для очистки солода от остатков ростков, примесей, пыли. Продолжительность очистки солода для одной варки

 

Лист

 68

 

 

 

составляет 1,5 – 2 ч. техническая характеристика полировочной машины РЗ - ВППС приведена в таблице 2.14.

 

Таблица 2.14 – Техническая характеристика полировочной машины РЗ-ВППС

 

Показатели

Значение

1

2

Производительность, т/ч

5

Расход воздуха на аспирацию, м3/мин

46,00

Габаритные размеры, мм

1684×1466×2110

Потребляемая мощность, кВт

2,2

Масса, кг

1200

 

Дробилка для измельчения солода должна обеспечивать за 1,5 – 2 ч работы, дробленным сырьем на одну варку.

Используется одна четырехвальцовая солододробилка марки БДА-1М, техническая характеристика которой приведена в таблице 2.15.

 

 

Таблица 2.15 – Техническая характеристика солодробилки БДА-1М

 

Показатели

Значения

1

2

Производительность, кг/ч

1500

Вместимость бункера, м2

0,1

Габаритные размеры, мм

1890×1166×1690

Масса, кг

1720

 

2.13.3 Оборудование варочного цеха

 Варочный агрегат подбирают в соответствии с проектируемой мощностью завода и определяют число оборотов его в сутки . При единовременной засыпи выбранного агрегата Q:

 

                                       ,                                             (2.22)

 

где  n – число оборотов в сутки;

       Qсут – суточная производительность;

       Q – единовременная засыпь выбранного агрегата.

 

                                              

 

 

Лист

 69

 

 

 

т.е. используется один четырехаппаратный агрегат.

Техническая характеристика четырехаппаратного агрегата в который включены: два заторных аппарата ВКЗ – 5, фильтрационный аппарат ВФЧ-5 и сусловарочный котел ВКС-5, приведена в таблицах 2.17, 2.18 и 2.19.

 

 Таблица 2.16 – Техническая характеристика заторного аппарата ВКЗ-5

 

Показатели

Значения

1

2

Вместимость (полная), м3

33

Единовременная засыпь, кг

500

Рабочее давление, МПа

0,245

Частота вращения мешалки, с-1

0,5

Габаритные размеры, мм

5300×5300×4890

Масса, кг

19500

 

 Таблица 2.17 – Техническая характеристика фильтрационного аппарата

ВФЧ-5

 

Показатели

Значение

1

2

Вместимость, м3

37,5

Площадь фильтрации, м2

26,8

Частота вращения мешалки, об/мин

960/1420

Габаритные размеры, мм

5000×4750×3955

Масса, кг

13720

 

Таблица 2.18 – Техническая характеристика сусловарочного котла ВКС-5

 

Показатели

Значение

1

2

Вместимость, м3

45,6

Рабочее давление, МПа

0,245

Частота вращения мешалки, об/мин

0,5

Габаритные размеры, мм

7000×5600×600

Масса, кг

20000

 

Электронасосы центробежные серии ОНЦ-1 предназначены для перекачивания молока, соляных растворов, а так же слабоалкогольных жидкостей, и нейтральных легковоспламеняющихся жидкостей (спирт, вино, пиво, соки, химические реактивы) с температурой не выше 90 ºС. Техническая

 

Лист

 70

 

 

 

характеристика центробежного насоса ОНЦ-1 приведена в таблице 2.19.

 

Таблица 2.19 – Техническая характеристика центробежного насоса ОНЦ-1

 

Показатели

Значение

1

2

Производительность, м3

12,5

Давление нагнетания, МПа

0,2

Мощность, кВт

2,2

Габаритные размеры, мм

420×298×360

Масса, кг

29

 

2.13.4 Оборудование для осветления и охлаждения сусла

  На стадии осветления сусло охлаждают до начальной температуры брожения, освобождается от взвесей и насыщается кислородом воздуха.

  Для отделения взвесей и хмеля от горячего сусла используют гидроциклонный аппарат представляющий собой цилиндрический резервуар с конической крышкой и плоским слегка наклонным днищем. Техническая характеристика гидроциклонного аппарата РЗ – ВГЧ-1,5 приведена в таблице 2.20.

 

  Таблица 2.20 – Техническая характеристика гидроциклонного аппарата РЗ – ВГЧ-1,5

 

Показатели

Значение

1

2

Производительность, дал/сут

5230

Вместимость, м3

13,5

Скорость подачи сусла в аппарат, м/с

20 – 25

Габаритные размеры, мм

2667×2559×3753

Масса, кг

1068

 

2.13.5 Оборудование цеха брожения и дображивания   

Главное брожение и дображивание ускоренным способом проводят в одном цилиндроконическом бродильном аппарате. Длительность процесса в ЦКБА сокращается примерно вдвое. Использование ЦКБА позволяет уменьшить потери при брожении и дображивании. Техническая характеристика ЦКБА приведена в таблице 2.21.

 

 

Лист

 71

 

 

  

Таблица 2.21 – Техническая характеристика ЦКБА Ш4-ВЦН-50Г4

 

Показатели

Значение

1

2

Вместимость, м3

50

Давление, МПа

0,07

Площадь поверхности охлаждения, м3

17,4

Габаритные размеры, мм

13595×2650×12335

Масса, кг

5400

 

   В настоящее время в мире существует несколько компаний, производящих кизильгуры для фильтрования пива. Одной из ведущих в этой области является компания Eagle – Picher Minerals (США), торговая марка кизельгуров – Celatom. Кизельгуры Celatom состоят на 90 % из панцирей диатамита Melosira Granulata, что отличает их структуру от других кизильгуров.

 В настоящее время кизельгуры Celatom широко используются для фильтрования пива во всем мире. В России также эти материалы внедрены и работают на предприятиях пивоваренной промышленности.

 Компанией СЕЗАР при участии компании Eagle – Picher Minerals Ins. На российских предприятиях для внедрения неоднократно проводились испытания фильтрующих материалов (кизельгуров) Celatom следующих марок: FP1SL (тонкий), FP3(средний), FW14 (грубый). Техническая характеристика кизельгурового фильтра SMBTOP – 4 приведена в таблицет 2.22.

 

Таблица 2.22 – Техническая характеристика кизельгурового фильтра SMBTOP – 4

 

Показатели

Значение

1

2

Площадь фильтрующей поверхности, м2

3,4

Производительность, л/ч

5100

Габаритные размеры, мм

1300×900×1500

Мощность привода, кВт

2,6

Масса, кг

24

 

 Пиво насыщается диоксидом углерода в непрерывном потоке в карбонизаторе. Пиво смешивают с газом и насыщают до массового содержания СО2 0,35 – 0,4 %. Техническая характеристика карбонизатора Ш4-ВКП-12 приведена в таблице 2.23.

 

 

 

 

 

Лист

 72

 

 

  

Таблица 2.23 – Техническая характеристика карбонизатора пива Ш4-ВКП-12

 

Показатели

Значение

1

2

Производительность, л/ч

1200

Рабочее давление, МПа

0,1 – 0,3

Содержание СО2 в пиве на выходе (по массе)

0,35 – 0,4

Габаритные размеры, мм

650×320×114

Масса, кг

15

 

Сборник фильтрованного пива представляют собой вертикальные цилиндрические резервуары, оборудование мерными стеклами. Они выполняются из стали с покрытием из нержавеющей стали. Общая вместимость сборника фильтрованного пива должна обеспечивать запас на суточный розлив. Техническая характеристика сборника фильтрованного пива приведена в таблице 2.24.

 

Таблица 2.24 – Техническая характеристика сборника фильтрованного пива

 

Показатели

Значение

1

2

Вместимость, м2

10

Габаритные размеры, мм

2200×3825

Масса, кг

2655

 

2.13.6 Оборудование для розлива пива

Оборудование для розлива подбирается в зависимости от количества производимых бутылок в час.

 

,                       (2.23)

 

 где Vбут – объем готового выпуска бутылочного пива, дал;

        20 – количество бутылок по 1,5 л в 1 дал;

        Краз – коэффициент, учитывающий потери пива при розливе;

        Кист – коэффициент использования оборудования;

        r а – количество часов в смену;

        rсут – количество смен в сутки.

 

                             бут/час.

 

Лист

 73

 

 

 

 Техническая характеристика автомата выдува преформ приведена в таблице 2.25.

 

 Таблица 2.25 – Техническая характеристика автомата выдува преформ

 

Показатели

Значение

1

2

Производительность, бут/час

3000

Число мест в пресс – форме, шт

3

Рабочее давление, МПа

2,5 – 3,0

Габаритные размеры, мм

2560×2690×2200

Масса, кг

2600

 

Техническая характеристика моечной машины для ПЭТ и стеклянных бутылок приведена в таблице 2.26.

 

                            

Таблица 2.26 – Техническая характеристика моечной машины для ПЭТ и стеклянной бутылок

 

Параметры

БЗ-СМВ6 - 05 для ПЭТ

ЛПМ-1 для стеклотары

1

2

3

Производительность, бут/час

2200

2000

Установленная мощность электропривода, кВт

7

6

Габаритные размеры, мм

4625×2370×2170

4100×780×2100

Число гнезд в бутылконосителе

8

6

Масса

4100

4500

 

 

2.14 Описание машино-аппаратурной схемы производства пива и бирмикса

 

Приемка и хранение. Высушенный и очищенный от ростков солод перед  дальнейшей переработкой выдерживают  в хранилище не менее 4 – 5 недель.

Во время хранения содержание влаги в солоде до 5 – 6 %.

Из вагонов солод ссыпают в приемный бункер 1. Затем сырье поступает в башмак  нории 2, из норий шнековым транспортером 3 распределяется по силосам 4.1 – 4.3.

Очистка и дробление. Путь солода при очистке и дроблении: пневматическим транспортом 5 солод подается на полировочную машину 6, после полировки солод подается на весы 7.1, самотеком на воздушно-ситовой

 

Лист

 74

 

 

 

сепаратор 8. С  сепаратора отходы подаются на весы 7.2 и в бункер для отходов 12. Затем пройдя через магнитную ловушку 9 поступает на четырехвальцовую дробилку 10 и бункер дробленного солода 11.

Приготовление пивного сусла. Приготовление сусла складывается из следующих операций: смешивание дробленного солода с теплой водой (затирание) в заторных аппаратах 13.1 – 13.2. Перекачивают заторную массу из аппарата в аппарат и затем в фильтрационный аппарат 14 насосом 15.1. Получающееся вначале мутное сусло возвращают обратно в фильтрационный аппарат 15.4, а прозрачное сусло через регулятор давления 16 спускается в сусловарочный котел 17, куда из емкости для хмеля 18 подается хмель.

Промытую солодовую дробину из фильтрационного аппарата спускают в насос 15.5, который перекачивает ее в раздаточный бункер 20. Промывная вода из фильтрационного аппарата стекает в сборник 21.

Горячее охмеленное сусло после кипячения спускают из сусловарочного котла в хмелеотделитель 22, а затем насосом 15.3 перекачивают в сборник 23.

Охлаждение и осветление сусла. Сусло из сборника 23 насосом 15.6 подается в гидроциклонный аппарат 24. Очищенное от взвешенных частиц сусло нагнетается в пластинчатый теплообменник 25.1 для охлаждения до 5 – 7 ºС.

Приготовление дрожжей чистой культуры. Питательной средой для размножения дрожжей чистой культуры  служит охмеленное пивное сусло. Это сусло стерилизуют в стерилизаторе 26, затем сусло поступает в емкость для холодного сусла 27. Сусло из емкости 26 поступает в аппарат для роста дрожжей 28 куда из емкости 30 подается ЧКД. Готовые дрожжи поступают в накопительный аппарат 29.

Главное брожение и дображивание в ЦКБА. Сусло охлажденное до 5 – 7 ºС, из отделения охлаждения сусла подается в ЦКБА 33.1 – 33.2, насосом 15.7. Сначала аппарат заполняют на 2 – 3 % неаэрированным суслом, затем насосом 15.8 вводят все дрожжи. После введения дрожжей ЦКБА заполняют до рабочего объема аэрированным суслом. Воздух очищают на фильтре 31. Воздух поступает в аэратор 32, где сусло насыщается кислородом до содержания растворимого кислорода в сусле 5 – 6 мг/л. После заполнения емкостей 33.1 – 33.2 температура в течение двух суток самопроизвольно повышается до 14 ºС. В этих условиях сусло выдерживается трое суток.

После достижении конечной степени сбраживания (через 5 – 6 сут.) проводят резкое охлаждение конечной части аппарата до -2ºС, в результате дрожжи осаждают.

Длительность созревания пива после достижения конечной степени сбраживания составляет 5 – 7 сут. На десятые сутки дрожжи направляют на регенерацию.

Осветление пива.  По окончании брожения пива из ЦКБА, насосом 15.9 нагнетается на сепаратор 35, в сепараторе пиво освобождается от взвешенных частиц. Затем пиво фильтруют на кизельгуровом фильтре 36, чтобы придать ему полную прозрачность и блеск. Затем пиво охлаждают в пластинчатом теплообменнике до 0 – 2ºС 25.2, насыщают диоксидом углерода на карбонизаторе

 

Лист

 75

 

 

 

37 и сливают в сборник готовой продукции 38.1 – 38.2 .

Розлив пива. Из сборников 38.1 – 38.2 пиво для розлива в стеклопэт передается давлением углекислого газа в разливочный автомат 43. Преформы подаются в машину для выдува бутылок 40, затем поступают на накопительный столик 41.1 и подают в ополаскивающую машину 42. Вымытые бутылки стеклопэт подаются в фасовочную машину 43. Разлитые бутылки поступают в укупорочно – этикетировочную машину 44, проходя бракераж через световой экран 45.1.

Оформленные бутылки формируются и упаковываются в термоусадочную пленку в термоусадочной машине 46. Упакованные бутылки накапливаются на накопительном столике 41.2 и поступают в экспедицию.

Пиво для розлива в стеклянные бутылки подается в разливочно – укупорочную машину 48. Бутылки проходят мойку на моечной машине 47 и световой экран 45.2. Расфасованные и укупоренные бутылки проходят этикетировочную машину 49, затем проходят бракераж на световом экране 45.3. Оформленные бутылки формируются и упаковываются в термоусадочную пленку и направляются в экспедицию.

Подготовка воды. Вода из источника подается на песочный фильтр 52, затем насосом 15.11 перекачивается на керамические фильтры 53.1 – 53.2, из них насосом 15.12  подается для умягчения на Na-катионитовую установку 54 и насосом 15.13 перекачивается в УФ – трубку 55 для обеззараживания. После обеззараживания подается в производство.

 

2.14.1 Водоподготовка

Для удаления взвешенных частиц воду филь­труют на мультипатронных фильтрах марки ПФ-20-30. Корпус состоит из нержавеющей стали, внутри волоконные фильтроэлементы с фильтрующей способностью 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10, 50, 100 мкм.

Для умягчения воды ис­пользуют катионитовую колонку КУ-2. Катионитовая колонка представляет собой вертикаль­ный цилиндрический сосуд с нижним и верхним сферически­ми днищами. Сосуд на 2/3 высо­ты заполнен катионитом. Внизу на бетонную подушку уложено дре­нажное устройство для отвода умягченной воды. Во избежание уноса мелких частиц катионита на дренажное устройство насыпан слой кварцевого песка (0,5-0,7 м) с размером зерен 1 – 2 мм. Вода на умягчение подается в фильтр сверху через устрой­ство. При прохожде­нии через слой катио­нита в воде протека­ют обменные реакции умягчения. После исто­щения Nа-катионит регенерируют 5 – 10%-ным раствором хлори­да натрия, а Н-катионит – 1 –    1,5%-ной серной или 5-6%-ной соляной кислотами.

Для удаления болезнетворных бактерий используют ультрафиолетовую установку УФО-1-30. Установка оснащена:

·               датчиками измерения интенсивности ультрафиолетового излучения в камере обеззараживания;

·               системой автоматики, гарантирующей звуковой и световой сигналы при снижении минимальной заданной дозы;

  

 

Лист

 76

 

 

 

·               счетчиками времени наработки ламп и индикаторами исправности каждой лампы;

·               системой механической или химической очистки кварцевых чехлов, позволяющей производить процесс очистки без разборки и демонтажа установки;

·               кранами для отбора проб воды на бактериологический анализ.

 

2.14..2 Обработка и хранение сухого солода

Росткоотбивная машина МР-2 представляет собой ситчатый барабан с вращающимися в нем лопастями. Солод с ростками шнеком подается внутрь ситчатого барабана, где он подхватывается лопас­тями и приводится во вращение, тесно соприкасаясь с внутренней поверхностью барабана. Ростки проваливаются сквозь отверстия в барабане и удаляются шнеком. Очищенные зерна лопастями про­двигается к противоположному концу машины, пыль отсасывается вентилятором. При отделении ростков солод охлаждается циркулирующим в машине воздухом до температуры 20°С.

 

2.14.3 Дробление солода

Солод измельчаем на четырехвальцовой дробилке БДА-1М, работающей с одинаковой частотой вращения вальцов. В этих дробилках происходит только раздавливание (раскалы­вание) зерен солода.

Основными рабочими органами четырехвальцовой дробилки являются две пары вальцов и плоские сита. Солод, раздробленный на верхней паре вальцов, поступает на колеблющиеся сита, с помощью которых, в зависимости от качества солода, можно по-разному направить продукты размола: при переработке хорошо растворенного солода на вторую пару вальцов подается шелуха, а крупка и мука выходят из дробилки, минуя их; при переработке твердого стекловидного солода на повторный размол идет крупка.

 

2.14.4 Затирание и осахаривание затора

Смешивание дробленого солода с водой, нагревание и кипячение заторной массы проводят в заторном аппарате ВКЗ-5, который представляет собой цилиндрический сосуд с двойным сферическим днищем, образующим рубашку, пред­назначенную для нагревания и кипячения заторной массы. Греющий пар подают в паровую рубашку в нескольких точках из кольцевого паропровода. Конденсат отводят через конденсатоотводчик. Несконденсировавшиеся газы из паровой рубашки выводят по трубе. Куполообразная крышка снабжена вытяжной трубой с коль­цевым желобком  и трубкой для сбора и отвода в канализацию конденсата, образующегося в вытяжной трубе. Тягу в вытяжной трубе регулируют поворотной заслонкой с помощью лебедки. На крышке аппарата имеется раздвижной смотровой люк. Лопаст­ная мешалка приводится в движение от электродвигателя через редуктор. Труба предназначена для декантации жидкой части за­тора. Она шарнирно закреплена у основания, а верхний открытый конец ее поддерживается поплавком на небольшой глубине от по­верхности жидкости. Освобождается аппарат через трубу, пере­крываемую вентилем.

 

Лист

 77

 

 

 

Дробленый солод по трубе поступает в заторный аппарат и на пути смачивается теплой водой из смесителя. Для направления перекачиваемой заторной массы в соседние заторный или фильтра­ционный аппараты предназначен распределительный кран. Из со­седнего аппарата заторную массу возвращают по трубе.

Для уменьшения потерь теплоты боковые стенки заторных аппа­ратов покрывают изоляционным слоем, поверх которого укрепляют защитный кожух из тонкой листовой стали.

 

2.14.5 Фильтрование затора

Фильтрование проводят в фильтрационном чане. Для формирования фильтрующего слоя в фильтрационном чане служит ситчатое дно. Процесс фильтрования затора подр