Агентство по образованию и науке РФ
ГОУ СПО " Калужский технологический колледж"
Специальность 260204
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: Современные аспекты технологии солода
Студент:Гатина М.Р.
Подпись(Ф.И. О)
Руководитель:Масалыкина Л.П.
Подпись(Ф.И. О)
Калуга 2008
ГОУ СПО " Калужский технологический колледж"
Специальность 260204
Дисциплина: «Технология и организация спиртового иликероводочного производства»
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу студентке группы Б-IV-131
Гатиной Марие Рауильевне
Тема работы: Современные аспекты технологии солода
Индивидуальное задание:
Совершенствование замачивания и проращивания ячменя.
Солодовни башенного типа, их преимущества.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ… 4
1. Литературный обзор. 7
1.1. Задачи и цели солодовенногопроизводства. 8
1.2. Процессы, происходящие присолодоращении. 11
Биохимическиеизменения зерна. 12
Изменениехимического состава зерна. 13
1.3. Процессы, происходящие присушке солода. 14
2. Современные аспекты технологиисолода. 16
2.1. Замачивание ячменя. 17
2.2. Проращивание зерна. 22
Солодовнибашенного типа и их преимущества. 30
Специальныеспособы проращивания. 34
3. Основные проблемы и тенденииразвития производства пивоваренного солода. 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ… 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ… 42
ВВЕДЕНИЕ
Старейшие записи о пивоварении были сделаны более 6000 летназад. Первое пиво было сварено, когда люди начали выращивать зерновыекультуры. Зерно варили и оставляли бродить в воде. Таким образом получалсяпитательный, хорошо утоляющий жажду напиток. Напиток был тесно связан свозделыванием зерновых культур и получил название «жидкий хлеб».Тёмное и мутное пиво с твёрдым осадком мало напоминало светлый и прозрачныйгазированный напиток, который мы пьём сегодня.
В истории, к сожалению, не сохранились точные сведения овремени и месте зарождения солодопроизводства. Полагают, что произошло это 7000лет назад до нашей эры в эпоху неолита, Именно к этому периоду историиисследователи относят самые древние свидетельства о соложении и приготовлениииз ячменного солода слабоалкогольных напитков – предшественников современногопива.
Пивоварение распространилось в Европе вместе с цивилизацией,Оно варилось в большом количестве в монастырях и при королевских дворах. Хмельвпервые был добавлен в пиво монахами в средние века, в качестве консерванта.
С XIII по XVIвека пивоварение процветало. В 1623 году, в Германии году был издан закон очистоте пива, который обязывал пивоваров использовать для варки пива толькоячмень, воду и хмель.
К этому времени складываются большие группы ремесленников,солодовщиков, хмельников, пивоваров. Русский историк Похлёбкин на основаниисвоих исследований сделал вывод о том, что развитие охмелённых напитков, вчастности пива, из искусственно пророщенного зерна злаковых растений началось в9 веке.
Пиво в Древней Руси было весьма распространенным напитком, иварили его повсеместно в домашних условиях – для собственного употребления, аконцу XII века пивоварение на Руси начало выделяться всамостоятельный кустарный промысел – для изготовления пива на продажу.
Со временем появляется все больше пивоварен. В 1715 году вПетербург были выписаны пивовары и солодовщики, что способствовало развитиюпивоварения. Пиво на Руси становится популярным напитком. На рубеже XVIII-XIXвеков пользовалось известностью пиво московских пивоварен, общее число которыхнасчитывало 236.
К 1913 год в России насчитывалось более 1000 пивоваренныхпредприятий, свыше 90% которых имели собственные солодовенные цеха, Мощностьтаких солодовенных цехов была очень не велика – 40 т и менее в год. Лишь насеми крупных заводах солодовни были пневматическими, на других же предприятияхсолодовенное хозяйство оставалось примитивным – солодоращение осуществлялось натоках, при полном отсутствии механизации, подачу на сушилку проводили вручную.Сушку солода осуществляли дымовыми газами на одноярусных сушилках.
Специфической особенностью развития советской солодовеннойотрасли являлось отставание от развития пивоваренной отрасли. Недостающееколичество солода компенсировали за счёт увеличения продолжительности работысолодовенных цехов.
В послевоенные годы начался очередной этап развитияотечественной солодовенной промышленности – была осуществлена реконструкциябольшого числа солодовенных цехов, введены в эксплуатацию новые достаточнокрупные солодовенные производства мощностью более 20 тысяч тонн в год. Всетрудоёмкие процессы в этих солодовнях были механизированы, сушку солодаосуществляли на самых передовых к тому времени многоярусных сушилках.
В последующие годы в России было построено несколько новых относительнокрупных солодовенных производств, при вновь возводимых пивоваренных заводах. Ссередины 1990 годов российская пивоваренная промышленность переживает ренессансхарактеризующейся расширением производства прежде всего за счет техническогообновления действующих предприятий и привлечение иностранных инвестиций.
В последние годы среди вновь построенных солодовенныхпроизводств обоснованы солодовни башенного типа, характеризующиеся болеевысокой технологической эффективностью и экономичностью.
В начале XXI века отечественнаясолодовенная отрасль промышленности получила новый импульс к техническомуразвитию – пущены в эксплуатацию крупные солодовни большой мощности. Такиесолодовни в России размещены на пивоваренном заводе «Балтика» в Тулеи Санкт-Петербурге, так же на Вороновском заводе по производству солода.
В настоящее время пивоварение и солодоращение постоянноразвиваются, используя современное оборудование и внедряя новое в технологиюпроизводства пива и солода.
Целью данной работы является рассмотрение современныхаспектов технологии солода, а так же совершенствование замачивания,проращивания ячменя и происхождение солодовен башенного типа, их преимущества.
1. Литературный обзор
Пиво – слабоалкогольный, жаждоутоляющий, игристый напиток схарактерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым привкусом. В пиве кромеводы, этилового спирта и диоксида углерода содержится значительное количествопитательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементови витаминов.
По цвету пиво делится на светлое и темное, а в зависимостиот вида применяемых дрожжей – на пиво низового и верхового брожения. Около 90%производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которыххарактерны тонкий, слабовыраженный солодовый вкус, хмелевой аромат и ярковыраженная хмелевая горечь. Их готовят из светлого пивоваренного солода сдобавкой несоложеных материалов (ячменя, рисовой сечки, обезжиренной кукурузы,сахара), воды, хмеля или хмелевых препаратов. При производстве темных сортовпива используются также специальные сорта солода (темный, карамельный). Поэтомутемное пиво имеет солодово-карамельный сладковатый вкус, менее выраженнуюхмелевую горечь и более интенсивную окраску по сравнению со светлыми сортами.
Основным сырьём для производства пива является солод.Приготовления солода происходит на солодовенных отделениях пивоваренных заводовили непосредственно на солодовенных заводах. Через два месяца после уборкиурожая, ячмень отлеживается и дозревает. Д.лее его подвергают очистке отпримесей, сортировке, и, наконец замачивают в воде, далее идет проращивание,которое происходит в солодовнях. Предшественником современных солодовен вплотьдо середины 20 века, были токовые солодовни, функционирующие чаще всего непосредственнопри пивоваренных заводах, которые были вынуждены сами заботиться оприготовлении солода для своих нужд. Процесс солодоращения в токовых солодовняхосуществлялся на гладком ровном полу-току. Основным недостатком токовыхсолодовен является большое количество ручного труда при практически полномотсутствии механизации. Со второй половины XIX векабыли начаты работы по повышению уровня механизации солодовен, что можно считатьзарождением солодовенной инженерии. В настоящее время повсеместно используютпневматические солодовни, технологический процесс в которых не зависит отклиматических условий и может осуществляться круглосуточно. За времяпроращивания происходит накопление ферментов — катализаторов и превращениесложных веществ зерна в более простые. После проращивания солод направляют насушку, затем отделяют ростки и готовый солод направляют на отлежку. 1.1. Задачи и цели солодовенного производства
В производстве солода можно выделить следующие стадии: мойкаи замачивание ячменя, солодоращение, сушка свежепроросшего солода, отделение отвысушенного солода ростков.
Мойка и замачивание зерна. Технологическими целями мойкизерна являются:
— удаление загрязнений с поверхности зерна;
— удаление лёгких примесей (сплава), плотность которыхменьше плотности воды;
— предварительное увлажнение зерна;
— дезинфекция зерна.
Мойку ячменя осуществляют в моечных аппаратах. При этом впроцессе мойки необходимо обеспечить:
— загрузку и выгрузку зерна;
— подвод промывной воды;
— перемешивание зерна;
— подвод дезинфицирующих агентов;
— отвод грязной воды;
— удаление и утилизацию сплава.
Технологической целью замачивания является активизация зернаперед проращиванием за счёт его увлажнения до 43…48% -го содержания влаги, прикотором обеспечивается хорошее растворение эндосперма и биосинтез ферментов.
Замачивание зерна осуществляют в замочных аппаратах, приэтом в процессе замачивания необходимо организовать:
— загрузку и выгрузку зерна;
— подвод и равномерное распределение воздуха в аппарате дляаэрации зерна;
— удаление диоксида углерода из зерновой массы;
— отвод замочной воды.
Солодоращение. Технологической целью солодоращения являетсяобогащение зерна ферментами, которые активно синтезируются в процессепроращивания.
Солодоращение осуществляется в солодорастильных аппаратах втечение 5…7 суток, при этом необходимо обеспечить:
— загрузку и равномерное распределение замоченного зерна всолодорастильном аппарате;
— кондиционирование воздуха;
— подвод воздуха для дыхания зерна;
— удаления диоксида углерода, выделяемого при дыхании зерна;
— отвод теплоты, выделяющейся в процессе жизнедеятельностизерна;
— подвод влаги для предотвращения подвяливания зерна;
— периодическое ворошение зерна;
— выгрузку свежепроросшего солода из солодорастильногоаппарата.
Ворошение зерна в процессе проращивания осуществляют воизбежание превращения сыпучей массы в сплошной «монолит», которыйможет образовываться за счёт переплетения солодовых ростков, и для улучшениятепло — и массообмена в слое зерна.
Сушка свежепроросшего солода. Технологическими целями сушкипивоваренного солода являются:
— подавление физиологических и ферментативных процессов взерне;
— снижение влажности солода до 3-4% для обеспечения егопродолжительного хранения и транспортировки;
— тепловая обработка, в результате которой солод приобретаетспецифические органолептические показатели (вкус, цвет и аромат);
— придание хрупкости и ломкости солодовым росткам.
Сушку солода осуществляют в солодосушилках с использованиемв качестве сушильного агента горячего воздуха. Продолжительность сушки, взависимости от принятой технологии, составляет от 18 до 36 часов.
При организации процесса сушки необходимо обеспечить:
— загрузку и равномерное распределение свежепроросшегосолода в сушилке;
— подготовку сушильного агента (нагрев воздуха);
— подвод горячего воздуха к объекту сушки;
— устранение неравномерности высушивания солода;
— рекуперация тепловой энергии;
— охлаждение свежевысушенного солода;
— выгрузку высушенного солода из сушилки.
Отделение ростков. Технологической целью этой операцииявляется освобождение свежевысушенного солода от ростков, придающих пивугоречь.
Отделение ростков осуществляют в росткоотбойных машинах илипневматических росткоотбойных установках. Освобожденный от ростков солоднаправляют в зернохранилище или силоса элеватора на отлежку, продолжительностькоторой должна составлять не менее 30 суток, а солодовые ростки, являющиесяотходом солодовенного производства, — в бункер для последующей отгрузки наутилизацию (предприятиям микробиологической промышленности, животноводческимфермам).
При производстве солода от стадии к стадии происходятизменения массы и объёмов перерабатываемого продукта.
Для ориентировочных расчетов обычно принимают выходтоварного пивоваренного солода из очищенного и отсортированного ячменя 80%, нов технически совершенных современных солодовнях он может достигать 82…83%.Ячмени разного качества хранят и перерабатывают отдельно, и только партииготового солода смешивают друг с другом в целях выравнивания качества товарногосолода и обеспечения в дальнейшем стабильности вкуса выпускаемого пива. 1.2. Процессы, происходящие при солодоращении
Во время замачивания и проращивания протекают физико-химическиеи биохимические процессы, приводящие к глубоким изменениям в зерне.
Биохимические процессы при замачивании зерна
В результате увеличения влажности зерна при замачиваниирезко усиливается жизнедеятельность и в первую очередь дыхание зерна, сопровождающеесяпотребностью в кислороде. Вместе с тем запас кислорода в воде очень быстроуменьшается, например, при замачивании ячменя на 60...80 мин он исчезает,поэтому обеспечение зерна кислородом затруднено. При кислородном голоданииобразуется этиловый спирт, вредно влияющий на жизнеспособность зародыша. Втаких условиях частично нарушается структура тканей, и зерно легкопереувлажняется. Во время последующего проращивания требуются длительнаяперестройка типа дыхания, сжигание спирта и других метаболитов, на образованиекоторых были затрачены углеводы. Отсюда следует, что с самого началазамачивания должны быть созданы условия для нормального дыхания зерна.
При замачивании зерна одновременно с усилением дыханияпроисходит глубокая перестройка всего ферментного комплекса.
Морфологические и цитолитические изменения зерна
При проращивании в зерне происходят процессы распада исинтеза. В эндосперме гидролизуются резервные вещества — крахмал, белки, атакже пектиновые вещества, гемицеллюлозы, целлюлоза; образующиеся растворимыепродукты поступают через щиток в зародыш. В результате процессов синтеза иззародыша вырастают стебелек и корешки.
При проращивании ячменного зерна в течение 10 сутокпроисходят морфологические изменения. Корешки выходят наружу и в зависимости отдлительности проращивания имеют большую или меньшую длину. Стебелек скрыт подмякинной оболочкой и становится видимым лишь в конце солодоращения. У единичныхзерен стебелек показывается раньше, образуя белого цвета «шпору»,называемую в производстве «гусаром».
Наряду с морфологическими происходят цитолитическиеизменения — нарушения клеточной структуры (растворение) эндосперма. Зонарастворения почти точно следует за длиной стебелька, по которой можно судить оготовности солода.
Цитолитические ферменты в процессе проращивания зерна такжеактивируются, и активность их возрастает до определенного времени. Наибольшейактивности цитазы соответствует переход твердого состояния мучнистого тела врыхлое, когда эндосперм легко может быть растерт между пальцами. Биохимические изменения зерна
При солодоращении наибольшую каталитическую активностьпроявляют кислые протеиназы, активаторами которых служат сульфгидрильныесоединения, содержащие группу — Н, цистин и восстановленный глютатион. В первыесутки проращивания зерна количество глютатиона значительно увеличивается,причем в зародыше более энергично, чем в эндосперме. В последующие суткинакопление глютатиона в зародыше происходит медленнее, но все время в зародышеего больше, чем в эндосперме.
Активность кислой протеиназы в продолжение солодоращениявозрастает приблизительно в 40 раз. Пептидазная активность проявляется такжесильно, но позже протеиназной.
К концу проращивания в зерне накапливаются довольно активныелипаза и фосфатаза (фитаза, нуклеотидаза). Активность фосфатазы тем выше, чемниже температура солодоращения.
В результате проращивания повышается активность обеих группферментов, но соотношение их активности резко изменяется в обратную сторону итем сильнее, чем ниже температура. Поэтому в процессе солодоращениянакапливается значительное количество гидролитических ферментов присравнительно небольших тратах крахмала на дыхание. Изменение химического состава зерна
Несмотря на то, что солодоращение протекает при сравнительнонизких температурах, сильно отличающихся от оптимальных для действия ферментов,за время проращивания зерна происходят существенные изменения его химическогосостава.
Наибольшие преобразования претерпевает крахмал — основнойрезервный углевод зерна. Приблизительно 20% от всего его количествагидролизуется: из них 8...9% расходуется на дыхание, 3...4% на построениестебля и корней и 8...10% остается в виде сахара, придающего солоду сладкийвкус. Свободные сахара состоят главным образом из сахарозы, инвертного сахара имальтозы. При температуре проращивания 15...16ºС образуютсяпреимущественно сахароза и продукты ее гидролиза, при температуре 20...23°С — мальтоза. Белковые вещества также претерпевают значительные изменения. Общеесодержание азота на протяжении всего периода солодоращения остается практическитаким же, содержание аминного азота резко возрастает на 6...8-е сутки, а затемтемпы роста замедляются. Белки исходного ячменя гидролизуются примерно на 55%,из которых около 23% сосредоточивается в проростках в виде качественно иныхбелков. При солодоращении освобождается инозит и возрастает содержание другихвитаминов — тиамина и рибофлавина, имеющие важное значение дляжизнедеятельности и бродильной энергии дрожжей. Образуются эфиры и другиесоединения, придающие солоду специфический запах свежих огурцов. 1.3. Процессы, происходящие при сушке солода
Свежепроросший солод для производства пива применять нельзя,так как он имеет сырые запах и вкус, в нем нет красящих и ароматическихвеществ, много содержится растворимых белковых веществ, образующих стойкуюмуть. Чтобы получить пиво, удовлетворяющее всем требованиям, свежепроросшийсолод необходимо высушить.
В процессе сушки свежепроросшего солода в нем изменяются нетолько влажность и объем, но и цвет, вкус, аромат, химический состав. Процесссушки делится на две стадии: подсушивание (подвяливание) и сушка. На первойстадии еще продолжаются жизнь зародыша и ферментативные процессы. На второйстадии с повышением температуры жизнь зародыша и активность ферментовпрактически прекращаются, и в это время протекают только химические процессы. Взависимости от характера протекающих в солоде процессов различают три стадиисушки: физиологическую, ферментативную и химическую.
Физиологическая фаза — это время нагревания солода от20-25ºС до 45ºС. При этом продолжается рост зародыша и корешков,протекают ферментативные процессы, влажность солода уменьшается до 30%.
Ферментативная фаза происходит в интервале температур45-70ºС, когда рост зародыша прекращается, а ферментативные, в частностигидролитические процессы, усиливаются, так как оптимум действия гидролитическихферментов лежит в интервале 45-60ºС.
Химическая фаза — это пребывание солода при температурах75-105ºС. С повышением температуры более 75ºС все ферментативныереакции прекращаются, так как ферменты частично инактивируются, а оставшиесяиз-за низкой влажности не проявляют своего действия.
Для химической фазы характерны образование аромата, частичнаяинактивация ферментов, коагуляция (свертывание) белков. Происходит так жеинтенсивное образование меланоидинов – продуктов взаимодействия аминокислот средуцирующими сахарами. При меланоидиновой реакции образуются различныеальдегиды (оксиметилфурфурол, ацетальдегид, метилглиоксаль и др.), придающиесолоду приятный вкус и аромат. Конечные продукты этой реакции (веществакоричневого цвета) обуславливают цвет солода. Меланоидины обладают слабокислойреакцией и редуцирующими свойствами, способствуют пенообразованию, так какчасть их находится в коллоидном состоянии. Скорость реакциимеланоидинообразования зависит от температуры, концентрации аминосоединений иредуцирующих сахаров, pH среды.
2. Современные аспекты технологии солода
В настоящее время современная солодовенная инженериястановится технически сложной и наукоёмкой. Поэтому необходимо принципиальноновое понимание организации технического развития солодовенного производства,гарантированно обеспечивающего более высокую отдачу при меньших издержках.
Современный этап технического развития солодовенныхпроизводств невозможен без применения комплексного системного подхода, чтопозволяет получить целостное представление о производстве.
Системный подход способствует повышению эффективностинаучных, проектных и конструкторских работ в области совершенствованиясуществующих и создания новых высокоэффективных процессов и оборудования дляпроизводства пивоваренного солода.
На современном этапе развития отечественной солодовеннойотрасли промышленности в условиях обострения конкуренции на российском рынке,как среди отечественных, так и зарубежных производителей солода на первый планвыдвигаются проблемы повышения качества и функционирования солодовенныхпроизводств как системы, которая включает, прежде всего, следующие понятия:
— технологическую эффективность;
— экономичность;
— управляемость;
— экологичность.
Технологическая эффективность и экономичность производствасолода, как и любой другой технологии, в значительной степени зависят оттехнического совершенствования оборудования и от варианта инженерного решенияконкретной технологической задачи.
В основе современной концепции технического итехнологического совершенствования солодовенного производства лежат несколькоосновных принципов:
— выбор качественного ячменя; применение совершенногозерноочистительного оборудования;
— применение технически совершенного транспортирующегооборудования, обеспечивающего бережную транспортировку зерна;
— применение технически совершенного замочного,солодорастильного и солодосушильного оборудования;
— обеспечение требований производственной санитарии. 2.1. Замачивание ячменя
Замачивание ячменя – искусственное насыщение ячменя водой –осуществляется в целях активизации ферментных систем, способствующихпроращиванию.
Степень замачивания. Жизнедеятельность зерна активизируетсяс появлением в нём свободной влаги. При этом роль воды сводится, во – первых, кобеспечению перехода растворимых питательных веществ в раствор итранспортирование к зародышу и, во вторых, к созданию возможности дляпроникновения в эндосперм ферментов, способствующих перевод резервных веществзерна в растворимое состояние.
Влажность зерна до мойки и замачивания обычно не превышает14,5%, а при замачивании 42…48% относительно общей массы. Конечную влажностьзамоченного зерна называют степенью замачивания. Повышение влажности зернаосуществляется неравномерно – вначале сравнивается быстро, а затем замедляется.Светлый солод замачивают до влажности 42…43%, а тёмный 45…48%.
Очень важно обеспечить оптимальную степень замачиваниязерна, поскольку при недостаточной степени замачивания затрудняетсякаталитическое действие ферментов, что приводит к снижению экстрактивности икачества солода, а при высокой степени замачивания повышается биосинтезферментов и осуществляется более глубокий ферментативный гидролиз крахмала иферментов. Перезамачивание не допустимо, поскольку это приводит к разрушениюсеменной оболочки и нарушению полупроницаемости, вследствие чего в ячменьначинают проникать соли из воды, приводящие к гибели зародыша.
В процессе замачивания зерно набухает, и вследствие этогопримерно на 45% увеличивается в объёме. Это обстоятельство необходимо учитыватьпри расчёте вместимости замочных аппаратов. Химические изменения в зерне призамачивании незначительны.
Степень замачивания контролируют в лабораторных условиях.Ориентировочно о завершении замачивания можно судить и по следующим признакам:
· при сдавливании между большим и указательным пальцами, впродольном направлении, зерно должно сгибаться (но не раскалываться) схарактерным потрескиванием, возникающем при отделении эндосперма от мякиннойоболочки;
· при сдавливании зерна между пальцами в продольном направлении недолжны ощущаться уколы от его острых концов;
· при сгибании зерна на ногте большого пальца оболочка отстаёт, нозерно не ломается;
· поперечный срез зерна посередине должен иметь белую точку.
В замоченном ячмене не должно быть сильное развитиекорешков, так как это способствует их повреждению при транспортированиизамоченного зерна.
Факторы, влияющие на замачивание. Оптимизация режимазамачивания является важнейшей предпосылкой для получения качественного солода.На эффективность замачивания влияют следующие факторы:
· однородность зерна;
· степень аэрации зерна;
· содержание двуокиси углерода;
· температурный режим.
Способы замачивания ячменя.
Замачивание промытого и продезинфицированного ячменяпроводят воздушно-водяным способом, в непрерывном потоке воды и воздуха,оросительным и воздушно-оросительным способами в замочном чане или всолодорастильном аппарате при температуре не ниже 12 и не выше 17ºС.
При воздушно-водяном замачивании зерно попеременно находитсято под водой (водяное замачивание), то без неё (воздушное замачивание). Такоечередование повторяется через каждые 3-6 часов.
Для поддержания аэробного дыхания зерно каждый час продуваютвоздухом в течение 10 минут, независимо от того находится ли оно под водой, илина воздухе. Через 8 часов зерно вместе с замочной водой продувают сжатымвоздухом.
При этом способе замачивания для дезинфекции в воду частодобавляют хлорную известь. Однако в конце замачивания ячмень следуетобязательно отмывать от хлора, который придаёт пиву неприятный вкус.
При оросительном замачивании после мойки и удаления сплаваповерхность зерна в замочном аппарате непрерывно орошается распыляемой водой,подаваемой через медленно вращающееся сегнерово колесо. Вода при распылениинасыщается воздухом, проходит через слой зерна, увлекая с собой накопившийсядиоксид углерода, и выводится снизу. Зерно находится под водой первые 6-8часов, остальное время вода поступает только через оросительтное устройство.
При этом способе замачивания зерно замачивается и прорастаетнеравномерно: в верхних слоях быстро, а в нижних остаётся недозамоченным.Поэтому оросительное замачивание лучше сочетать с аэрацией снизу вверх.
Воздушно-оросительное замачивание является комбинированнымспособом, по которому зерно периодически орошается водой, а путём отсосавоздуха из межзернового пространства создаются стабильные условия аэробногодыхания зерна. Для этого над замочным аппаратом устанавливают сегнерово колесоили коллектор с форсунками для орошения водой поверхности зерна. Внизу аппаратав подситовом пространстве вварена труба, с помощью которой аппарат подключаетсяк вакуум-насосу.
По этому способу зерно под водой находится в течение 30%всей продолжительности замачивания, а 70% времени орошается и аэрируется.
Наибольшее распространение в солодовенном производствеполучили моечные и замочные аппараты с цилиндрическим корпусом и коническимднищем. Оптимальная вместимость таких аппаратов составляет обычно от 35 до 65тонн зерна. По этой причине в крупных солодовенных производствах при одновременномзамачивании ячменя более 70 тонн используют группы замочных аппаратов.
Однако увеличение замочных аппаратов ведёт к повышениюкапитальных затрат и удорожанию системы автоматизации производства. Поэтому припроектировании новых солодовенных производств или реконструкции существующихсолодовен необходимо руководствоваться принципом масштабирования, то есть,стремиться к уменьшению количества оборудования за счёт увеличения егоединичной мощности.
В связи с этим в последующие годы для замачивания ячменя началиприменять замочные аппараты цилиндрической формы с плоским днищем, вместимостькоторых соответствует одноразовой загрузке солодорастильных аппаратов.
Аэрацию зерна в моечных аппаратах осуществляют различнымиспособами:
· с применением эрлифта, при котором воздух в аппарат нагнетаютчерез одно или несколько сопел, расположенных в нижней конической частиаппарата под центральной трубой;
· с помощью барботеров – колец различного диаметра изперфорированных труб, расположенных на разных уровнях в конической частизамочного аппарата;
· с применением эжекторов – струйных аппаратов, в которых за счёткинетической энергии прокачиваемой жидкости создаётся разряжение иподсасывается воздух;
· через форсунки, равномерно расположенные в несколько ярусов поокружности конического днища замочного аппарата.
При аэрации с применением барботеров или эрлифта, образуютсясравнительно большие воздушные пузыри, при этом массоперенос кислорода,осуществляемый преимущественно через стенки воздушных пузырей, менее интенсивен,а следовательно, и дыхание зерна происходит менее эффективно.
При использовании открытых моечных и замочных аппаратоваэрацию зерна в период водяной фазы замачивания и удаления диоксида углерода впериод воздушной фазы замачивания осуществляют традиционным образом: воздух спомощью воздуходувки забирают из помещения и продувают через слой зерно-водянойсмеси в аппарате, при чём отработанный воздух возвращается в то же помещение.При такой организации процесса необходимо осуществлять воздухообмен иподдерживать температуру на оптимальном уровне.
В современных солодовнях при использовании закрытых моечныхи замочных аппаратов организацию воздушных потоков при замачивании зернаосуществляют иначе: воздух с помощью воздуходувки забирают из помещения,продувают через слой зерно-водяной смеси в аппарате, а отработанный воздухвыбрасывается за пределы здания по воздуходуву, соединяющему крышку аппарата сатмосферой.
Во избежание переохлаждения или перегрева замоченного зернапри удалении диоксида углерода во время воздушной фазы замачивания в холодные,зимние или жаркие, летние времена года, атмосферный воздух, поступающий взамочные аппараты непосредственно с улицы, подвергают тепловой обработке — подогревают или охлаждают.
На практике встречаются и другие способы аэрации и удалениядиоксида углерода в процессе замачивания ячменя. 2.2. Проращивание зерна
Технологической целью солодоращения являются биосинтезферментов и активация неактивных ферментов, в результате происходит растворениерезервных веществ ячменя. Ферментативный гидролиз сложных веществ ячменяначинается при проращивании и завершается при затирании зернового сырья.
При искусственном проращивании ячменя в нём осуществляютсяте же биохимические процессы, что и при прорастании зерна в естественныхусловиях. Появление в зерне свободной влаги способствует улучшениюпроницаемости клеточных стенок, набуханию резервных веществ эндосперма ипереходу их в состояние легко доступное действию ферментов.
В этом состоянии в зерне начинается ферментативный гидролизвысокомолекулярных веществ, входящих в состав стенок клеток и запасных веществэндосперма (гемицеллюлоз, крахмала, белков, пектиновых веществ, жира и т.д.),которые, превращаясь в простейшие и растворимые соединения, приобретаютспособность к диффузии, что позволяет им в дальнейшем использоваться дляпитания зародыша.
На биосинтез ферментов и образование новых тканей в процессепроращивания расходуется энергия, которая высвобождается в процессе дыханиязерна, в ходе которого происходит окисление части углеводов и небольшогоколичества белков и жиров. В цитоплазме химическая энергтя окислениятрансформируется в другие формы и частично расходуется на обмен веществ, аостаток ее выделяется в виде теплоты в окружающую среду.
Факторы, влияющие на проращивание. На качествопроращиваемого солода влияют следующие факторы:
· расход воздуха для аэрации и охлаждения зерна;
· состав аэрируемого воздуха;
· влажность проращиваемого зерна;
· температурный режим;
· продолжительность процесса;
· увлажнение зерна во время ворошения;
· качество ворошения проращиваемого материала;
· равномерность слоя зерна в солодорастильном аппарате дляулучшения тепло — и массообмена;
щадящие условия при загрузке и выгрузке, обеспечивающиеменьшее травмирование зерна.
Граница между замачиванием и проращиванием весьма условна,поскольку при повышении влажности до 30% физиологические проявления в зернестановятся заметными, а при влажности 38% зерно уже на 2-е сутки постепенноначинает прорастать. Видимым признаком начала проращивания являетсяпроникновение зародышего корешка через цветковую оболочку.
Поскольку все жизненно важные процессы в зерне протекают придостаточном количестве влаги, то проращиваемое зерно должно иметь влажность неменее 40%.
При дыхании зерна выделяется диоксид углерода и водяной пар.Если солодоращение осуществляют в токовой солодовне, то пар конденсируется напроращиваемом зерне, образуя на его поверхности так называемый «пот»,который, впитываясь зерном, способствует сохранению определённой степенивлажности. В пневматических солодовнях выделяемый зерном водяной пар удаляетсяс продуваемым через зерно воздухом и отпотевание не происходит. В этом случаедля поддержания необходимой степени влажности зерна, его орошают водой во времяворошения
Температура зерна при проращивании светлого солода не должнапревышать 17…18ºС, а темного солода – 23…25ºС.
Основные процессы, осуществляемые при проращивании. Припроращивании в зерне осуществляется комплекс взаимосвязанных внешних ивнутренних процессов, среди которых можно выделить:
— физиологические, в ходе которых осуществляется дыханиезерна, рост зародышевых корешков и рост листка зародыша;
— активацию и биосинтез ферментов в зерне;
— биотрансформацию веществ в зерне в результатекаталитического действия ферментов.
Оборудование для солодоращения. Замоченное зерно проращиваютв солодорастильных аппаратах с соблюдением температурного и влажностногорежима, подвода необходимого количества кондиционированного воздуха и удалениедиоксида углерода. Указанные условия можно создать в помещениях или аппаратах,изолированных от окружающей среды.
Зерно проращивают в специальных помещениях называемыхсолодовнями. Солодоращение можно осуществлять в солодовнях следующего типа:
Токовая солодовня. Представляет собой помещение, в которомрасположен пол «ток», на котором располагают зерно. Проращиваниеведут 7-8 суток. Большим минусом таких солодовен является использование ручноготруда и отсутствие механизации.
Ящичная солодовня. Ящичная солодовня состоит из несколькихдлинных открытых солодорастильных ящиков, разделенных между собой стенкой.Солодорастильный ящик в плане имеет прямоугольную форму. Основное дно сделано снебольшим уклоном для стока воды. На второе (ситчатое) дно, укладываютзамоченное зерно. Через подситовое пространство в слой зерна подаюткондиционированный воздух. На стенках ящика установлен передвижнойсолодоворошитель с вертикальными шнеками. Замоченное зерно вместе с водойподают из замочного аппарата в ящик и с помощью ворошителя распределяют на ситеровным слоем высотой 0,6-0,85м. Продолжительность проращивания составляет 7-8суток. В отличие от токовых солодовен ящичные механизированы, что облегчаетработу. Свежепроросший солод, выращиваемый в ящичной солодовне, по своемухимическому составу близок к токовому. В результате уменьшение потерь надыхание и развитие ростков выход солода и его экстрактивность примерно на 1процент выше, чем выход солода, приготовленного в токовой солодовне.
Этот тип солодовни в последние десятилетия приобретаетнаибольшее распространение. Современные солодовни — типа «передвижнаягрядка» и башенного типа — основаны на принципе ящичной солодовни, котораяполучила название по имени ее изобретателя — Saladin.Работа таких установок такая же, как и в простых ящичных солодовнях. Аэрация встарых установках осуществлялась с помощью вытяжных вентиляторов, которые сперерывами подавали воздух в материал через общую увлажнительную установку. Всовременных солодорастильных барабанах ящичного типа системы Saladinкаждая грядка оснащается своим напорным вентилятором с агрегатом для увлажненияи охлаждения, причем аэрация осуществляется непрерывно. В аппаратах системы Saladin грядки легкодоступны для осмотра и контроля. В нихблагодаря равномерности слоя материала обеспечивается и равномерная вентиляция.
Солодовня передвижная грядка. В солодовне с передвижнойгрядкой, отличающейся от обычной ящичной солодовни только наличием ковшовоговорошителя вместо шнекового, проращиваемое зерно постепенно перебрасываетсяковшовым ворошителем вдоль ящика от места загрузки зерна до места выгрузкисолода. Солодовня с передвижной грядкой представляет собой длинный ящик, вкотором подситовое пространство разделено перегородками на секции, числокоторых равно числу суток ращения солода. Замоченное зерно из чанов выгружаетсяна площадь сита. Перемещение зерна на сита последующих секций и его ворошениепроводятся через каждые 12 часов при помощи ковшового ворошителя,установленного по ширине ящика передвижной грядки. На освободившуюся площадьсита вновь загружается замоченное зерно. Масса готового свежепроросшего солодавыгружается в бункер, а из него подаётся на сушку.
К солодовням передвижная грядка можно отнести установку ссолодорастильными аппаратами«Lausmann». Аппаратдля проращивания Lausmann предусматривает ежедневноеперемещение проращиваемого зерна в следующий ящик.
Ящики квадратного или прямоугольного сечения располагают вряд, непосредственно друг около друга. Поднимают и опускают их с помощьюподъемного устройства обычной конструкции, регулируя высоту пространства подящиками. При максимальном подъеме сито достигает края ящика для проращивания,чем обеспечивается его полная очистка. Ворошение осуществляется при подъемесита, в результате чего часть проращиваемого материала пересыпается черезразделительную стенку двух ящиков и перемещается с помощью ворошителя особойконструкции в следующую секцию ящика или в сушилку. Ворошитель состоит изсистемы скребков и возвышается над двумя ящиками, благодаря чему можнополностью разровнять солод в следующем ящике. За последним ящиком располагаетсялибо встроенная сушилка, либо бункер для транспортирования свежепроросшегосолода. Поскольку сушилка требует большой площади, ворошитель должен исполнятьи функцию по выгрузке из нее солода.
Солодорастильные аппараты барабанного типа. Представляютсобой горизонтальный стальной цилиндрический корпус, установленный на двухпарах опорных роликов. Проращиваемое зерно продувают кондиционированнымвоздухом, а перемешивают в результате медленного вращения барабана. Барабанныесолодовни бывают закрытые и открытые. Особенностью закрытых барабанов – полнаяизолированность проращиваемого зерна от внешних условий. Существует два типазакрытых барабанов: с плоским ситом и с ситчатыми трубами. Барабанные солодовнис плоским ситом представляют собой горизонтальный цилиндрический корпус, внутриаппарата закреплено плоское сито, на котором равномерно загружают замоченноезерно. Высота слоя зерна на ситчатом днище может достигать 1м. Ворошение двараза в сутки, при этом барабан осуществляет 1 об. /45'. Барабанные солодовни сситчатыми трубами во многом устроены идентично вышеописанному аппарату, но вцентре барабана закреплена ситчатая труба. Кондиционированный воздухнагнетается или в подситовое пространство или в ситчатую трубу, в зависимостиот типа солодовни. Качество солода, выращенного в такой солодовне, хорошее. Ондостаточно растворен и имеет свежий вид и чистый солодовый запах.
Примером такой солодовни можно представить солодовню барабанноготипа фирмы «Galland». Проращивание в нейведется при местной аэрации и кондиционировании, а также с применениемрециркуляционного воздуха.
Зерно в барабане после пневматического замачиванияувлажняется или подсушивается до содержания влаги 38% и температуры 18 °С.Загрузка осуществляется через люки сначала на одну треть так, чтобы путемповорота барабана на пол оборота можно было равномерно распределить замоченноезерно. После стекания замочной воды начинается аэрация кондиционированнымвоздухом температурой 16 °С. Для поддержания режима сушки первые 4-6 ч барабанвращается постоянно. Равномерное начало проращивания наступает через 12-16 ч.Во время этой фазы барабан вращается в течение 3 ч. Если наклюнулось 95% зерен,то влажность повышают до 42% путем интенсивного орошения через отверстия привращении. При правильном ведении процесса свежепроросший солод имеет свежийзапах и характеризуется хорошо сохраненным зародышем.
Шахтные солодорастильные установки. Применяют в солодовняхнепрерывного действия. Основу способа составляют оросительное замачиваниеячменя и непрерывное проращивание ячменя в газовой среде с повышеннымсодержанием СО2. Такой способ орошения ячменя дает возможность вымывать диоксидуглерода из межзернового пространства и поддерживать одинаковые условиязамачивания по всему объему замочной камеры. После непрерывного замачиванияячмень перекачивают гидротранспортом в аппарат для удаления поверхностнойвлаги, где оно содержится около 4 часов, после чего его направляют в верхнююрастильную камеру шахты. Общая продолжительность проращивания составляет 135часов. Свежепроросший солод выгружают из нижней части растильной камеры вприемный бункер, из которого конвейером и норией транспортируют на сушку.
Солодорастильные аппараты круглого сечения. Конструктивныеособенности солодорастильных аппаратов круглого сечения делают их наиболеепредпочтительными при использовании в современных солодовнях башенного типа,где их размещают по вертикали один под другим. Но в последнее время такиеаппараты можно встретить и в традиционной компоновке солодовни, где всесолодорастильные аппараты размещены на одном уровне. Изготавливают два видатаких аппаратов: со стационарным и вращающимся днищем. Их оснащают шнековымиворошителями, поэтому принцип их работы (за исключением загрузки и выгрузки)аналогичен ящичным солодовням. Ситчатое днище аппарата имеет кольцевую форму,поскольку в его центре расположен поворотный бункер, через который осуществляютвыгрузку солода. Над ситчатым днищем расположен ворошитель карусельного типа,который может вращаться вокруг центральной оси в разных направлениях. Помимоворошения с его помощью осуществляют выгрузку свежепроросшего солода иувлажнение зерна в процессе проращивания. Для увлажнения зерна над вертикальнымшнеком установлены распылительные форсунки, к которым подведена вода. Впроцессе солодоращения зерно продувают кондиционированным воздухом, нагнетаемымвентилятором в подситовое пространство.
Солодорастильные аппараты с подвижным днищем применяют всолодовнях повышенной мощности. Единовременная загрузка в них может достигать700 тонн. В этом случае аппарат оснащают конструкцией, внутри которой обычномонтируют трубы для самотечного перемещения зерна сверху вниз. Такиесолодорастильные аппараты применяют реже, так как они сложнее по конструкции идороже в изготовление, более металлоемки.
Непрерывные системы солодоращения. Система Domalt.Солодовни типа передвижная грячка и башенного типа являются установкамиполунепрерывного действия. Ячмень замачивается в одном месте далее поступает всолодорастильную установку, а затем направляется в солодосушилку, обычнонепосредственно примыкающую к ней. Продолжительность пребывания в отдельныхаппаратах или на участках ситовой поверхности составляет в зависимости отособенностей технологии 9,12 или 24 ч. В качестве примера непрерывнодействующейсолодовни можно рассмотреть систему Domalt. Ячменьсмешивается с водой на входе с помощью поднимающегося моющего шнека. Послепрохода через шнек (в течение около 100 мин) зерно поступает на подвижнуюситовую поверхность, выполненную из сит или пластмассовых полотен, разделяетсяи распределяется по высоте. Скорость перемещения ситовой поверхности 0,7 м/ч,высота слоя солода около 0,9 м. Во время прохода через первый участок ситовойповерхности ячмень орошается и достигает влажности, оптимальной дляпроращивания. На определенных расстояниях установлены простые ворошители,обеспечивающие достаточное разрыхление слоя прорастающего зерна. По достижениимаксимальной влажности лишнюю воду из зерна удаляют. Температуру проращиваниярегулируют на каждом участке подачей влажного воздуха с регулируемойтемпературой. На заключительном участке за солодорастильным отделениемрасполагается солодосушилка непрерывного действия. Высушенный солод охлаждают инаправляют в росткоотбойную машину.
Непрерывно действующая установка позволяет увязатьпродолжительность проращивания с характеристиками той или иной партии ячменя.Так, период замачивания и проращивания двухрядных ячменей длится около 100-110ч, а у многорядных — 70-80 ч. По сравнению с обычными такая установкаобеспечивает существенное сокращение продолжительности солодоращения за счетускоренного проращивания при более низкой влажности и непрерывного перехода отодной стадии проращивания к другой, однако максимальная влажность здесь, какправило, выше, чем, например, в обычной ящичной солодовне. Все эти факторыускоряют прохождение цитолиза и активизируют действие других групп ферментов,что проявляется также в увеличении объема зерна после сушки.
Подобная система дает возможность применить полностьюавтоматическое управление с небольшими трудозатратами и сокращением расходаводы. Солодовни башенного типа и их преимущества
В последнее время среди вновь построенных солодовенпреобладают солодовни башенного типа, характеризующиеся более высокойтехнологической эффективностью и экономичностью.
В солодовнях башенного типа оборудование для замачивания,проращивания и сушки размещают ярусами – одно под другим, в основнойпроизводственной башне цилиндрической формы, в которой размещаюттехнологическое оборудование. В башенных солодовнях используют оборудованиетакое, как замочные аппараты цилиндроконической формы и с плоским днищем,солодорастильные аппараты и солодосушилки круглого сечения.
В непосредственной близи от производственной башни, примыкаяк ней, располагают рабочую башню, в которой размещают вспомогательноеоборудование: системы аэрации, охлаждения( или при необходимости нагревания) икондиционирования воздуха для проращивания. Помимо этого в рабочей башнерасположены: лестничные марши, лифт и вертикальные каналы для электрокабелей,водопровода, сточных вод, хладогента, сжатого воздуха для привода механизмов,шкафы управления и прочее.
В рабочей башне смонтирована также система транспортировкиячменя к верхнему ярусу. Транспортировку замоченного ячменя, свежепроросшего исвежевысушенного солода осуществляют самотёком по круглой, гладкостенной трубе,установленной вдоль центральной вертикальной оси башни.
Одним из примеров типовой компоновки башенных солодовен,когда всё технологическое оборудование размещено в одной башне, может служитьшведская солодовня «Svenska Malt AB»мощностью 75 тыс. тонн товарного солода в год. На самом верхнем уровнеразмещают замочные аппараты цилиндроконической формы для первой ступенизамачивания; под ними устанавливают аппарат круглого сечения с плоским днищемдля замачивания и первой стадии проращивания; ниже размещают 6 солодорастильныхаппаратов круглого сечения; под отделением проращивания располагаютгоризонтальную солодосушилку, которая конструктивно является трёхярусной, нофункционально представляет собой двухярусную горизонтальную солодосушилку,поскольку свежепроросший солод перед подачей на сушку разделяют на две равныечасти, одну из которых загружают на верхнию решётку, а вторую на среднию дляуменьшения толщины слоя высушиваемого солода.
На обеих верхних сушильных решётках осуществляют параллельнопервую стадию сушки солода от влажности — 45% до — 12%, до так называемого«прорыва» горячего воздуха. Вторую стадию сушки, на которойпроисходит дальнейшее снижение влажности от-12% до — 4% осуществляют на третьей(нижней) сушильной решётке, на которую перегружают весь подсушенный солод собеих верхних решёток.
Годовая мощность таких башенных солодовен может составлятьот 70 до 120 тыс. тонн в год, а высота достигать 90…100 метров.
Башенные солодовни фирмы «Schmidt-Seeger AGменьшей производительности от 10 до 60 тыс. тонн солода в год могут иметьдругое компоновочное решение, например: сверху располагают замочное отделение,состоящее из одного аппарата круглого сечения с плоским днищем; под ним – трисолодорастильных аппарата; а одноярусную горизонтальную сушилку располагают внеосновной производственной башни поблизости от неё.
В башенных солодовнях ячмень при помощи нории подают всмеситель при одновременной подаче воды, в котором зерно интенсивноперемешивают, а затем транспортируют гидротранспортом в отдельные замочныеаппараты. Для этой цели используют специальные насосы, позволяющие производитьщадящую транспортировку ячменя. При этом одновременно достигают моющего эффектав целях удаления с поверхности пыли и значительной части микроорганизмов. Засчёт интенсивного перемешивания удаляются воздушные пузырьки с поверхностизёрен, а в процессе транспортировки вследствие повышенного давления втрубопроводе выдавливается воздух находящейся под оболочкой зерна. В результатеэтого происходит быстрое проникновение воды внутрь зерна уже в самом началепроцесса замачивания, и тем самым достигается лучшее замачивание.
Транспортировку замоченного ячменя из цилиндроконическихаппаратов в замочный аппарат с плоским днищем осуществляют вместе с водой или»сухим" способом, то есть без воды. Транспортировку замоченногоячменя в солодорастильный аппарат осуществляют «сухим» способом,которая может быть идеальным образом осуществлена в солодовнях башенного типаблагодаря силе гравитации.
Транспортировку свежепроросшего солода из солодорастильногоаппарата на сушилку производят аналогично по центральной трубе, котораясамоочищается проходящим по ней материалом. Поскольку отпадает необходимость вприменении транспортных систем, то исключаются трудоёмкие и продолжительныеоперации по чистке и мойке.
Башенные солодовни строят из монолитного железобетона. Придиаметре до24 метров башенные солодовни не имеют центральной оси.
К основным преимуществам башенных солодовен следует отнести:
· компактность;
· снижение строительных затрат;
· компактность, и, следовательно, меньшая потребность в площадизастройки;
· снижение затрат энергии на охлаждение и обогрев помещений;
· сокращение тепловых потерь за счёт меньшей площади поверхностистен и крыш;
· снижение затрат на техническое оснащение солодовни за счётненадобности транспортных систем для замоченного и свежепроросшего солода;
· упрощение транспортировки замоченного ячменя и свежепроросшегосолода под собственным весом под собственным весом по центральной вертикальнойтрубе;
· возможность герметизации отделения солодоращения, что позволяетуправлять солодоращением каждой порции зерна индивидуально, например, вначнльной период проращивания можно работать с большим расходом свежеговоздуха, содержащим больше кислорода, а в заключительный период с накоплениемуглекислого газа способствует снижению потерь сухих растворённых веществсолода.
Башенные солодовни могут быть изготовлены изметаллоконструкций из углеродной стали, а внутренние стенки и воздушные каналы,подверженные воздействию агрессивной влажной среды, облицовывают нержавеющейсталью.
К преимуществам солодовен из металлоконструкций, посравнению с солодовнями из монолитного железобетона, относят:
· меньшая трудоёмкость, благодаря простоте сборки и поставкам настроительную площадку готовых узлов каркаса и обшивки;
· сокращение сроков строительства;
· исключение условий для развития микроорганизмов, поскольку наметаллических поверхностях в процессе эксплуатации не образуется микротрещин;
· увеличение сроков эксплуатации солодвен, посколькуметаллоконструкции более устойчивы в эксплуатации при повышенной влажности итемпературных перепадах.
Аналогичное оборудование солодовен, в том числе и башенноготипа, производят фирмы «Buhler», «Nordon», «Haunter». Так оборудование фирмы«Buhler» смонтировано на солодовенных заводах Суфле (Санкт-Петербург)и компании «Русский Солод» (пос. Вороново, Московской обл). Специальные способы проращивания
Цель применения специальных способов солодоращения — снижение потерь при солодоращении и сокращение продолжительности проращивания.Специальные способы солодоращения подразделяют на физические, основанные наиспользовании физических факторов (прежде всего факторов проращивания), ихимические, основанные на применении химических соединений для ускорения илиторможения процесса проращивания.
К физическим относятся углекислотный способ и способповторного замачивания. При применении интенсивных способов солодоращения вкачестве добавок используют гибберелловую кислоту и другие активаторы, вносимыепо отдельности или в соединении с ингибиторами.
Применение ферментных препаратов. С целью интенсификациисо-лодоращения применяют ферментные препараты
Расчетное количество ферментного препарата предварительнорастворяют воде, полученный рабочий раствор ферментного препарата добавляют впоследнюю замочную воду, зерно хорошо перемешивают и оставляют на 6-8 ч,продувая через каждые 2 ч воздух. Ферменты препаратов проникают в наклюнувшеесяи ускоряют процесс разрыхления эндосперма.
Метод перезамачивания ячменя при производстве солода. Однимиз способов интенсификации процесса солодоращения является использование методаперезамачивания. Суть его заключается в том, что на стадии проращивания ячменьпогружают на определенное время в воду, при этом наблюдается замедление илипрекращение роста корешков, повышается влажность зерна, что ускоряетрастворение эндосперма. Общая продолжительность замачивания и проращивания приэтом способе сокращается от 10 до 5-6 суток за счет активной аэрации,повышенных температуры и степени замачивания. При этом уменьшаются потериэкстрактивных веществ, а выход солода увеличивается на 2%.
Применение активаторов для ускорения солодоращения.Добавление
активаторов и ингибиторов нарушает равновесие функциейсобственных биологически активных веществ, что приводит к ускорению процесса,снижению потерь на дыхание за счет подавления роста зародыша и развитиякорешков. Обработка проращиваемого ячменя некоторыми химическими реагентамиспособствует более быстрому накоплению комплекса ферментов и растворениюэндосперма зерна, в результате чего повышается качество солода, увеличиваютсяего выход и экстрактивность.
3. Основные проблемы и тендении развитияпроизводства пивоваренного солода
Проблемы при приёме, хранение, очистке и сортированиизернопродуктов.
Стадии приёма, хранения, очистки и сортированиязернопродуктов занимают значительное место в солодовенном производстве иобладают рядом специфических производственных проблем, которые необходимоустранить или минимизировать при строительстве новых и реконструкции старыхсолодовен.
При приеме и хранение зерна имеют место потери которые могутскладываться из:
· потерь сухих веществ зерна на дыхание;
· потерь от вредителей-насекомых и грызунов;
· потерь от поражения болезнетворной микрофлорой;
· потерь от механического повреждения зерна-трения, шелушения,сколов зерна.
В связи с этим операции приема и хранения зерна должнытехнологически и технически развиваться в направлении минимизации потерьзернопродуктов, в частности, за счет:
· совершенствование методов и приборов контроля за качествомпринимаемого и складываемого на хранение зерна;
· применение новых высококачественных методов и оборудованияобработки зерна, предотвращающих или подавляющих развитие вредителей иболезнетворных микроорганизмов;
· обеспечение оптимальных условий хранения зерна;
· использование технически совершенного транспортирующегооборудования, обеспечивающего щадящие условия транспортировки зерна.
В процессе транспортировки зернопродуктов вследствиенеблагоприятных для зерна механических воздействий возможно его повреждение –раздавливание, раскалывание, нарушение оболочки. Травмированное зерно можетснизить и утратить способность к прорастанию. В связи с этим длятранспортировки зернопродуктов необходимо выбирать транспортирующееоборудование, в котором обеспечиваются бережные условия при проращивании зерна.
В современных солодовенных производствах степень очисткизерна от минеральных, зерновых и случайных примесей достаточно высока, нополностью выделить из зерна примеси не удается. В связи с этимсовершенствование как первичной, так и вторичной очистки зерна будетосуществляться благодаря применению более прогрессивного и эффективногозерноочистительного оборудования.
Так же большую роль играет проблема повышения безопасностина производстве. Прием, транспортировка, очистка и сортирование зернасопровождается пылеобразованием, что представляет серьезную опасность, с точкизрения взрыво- и пожароопасности производства.
В связи с этим совершенствование этих производственныхстадий должно осуществляться за счет:
· уменьшения пылеобразования;
· предотвращения возможности искрения при работе оборудования;
· оснащение технологического и транспортирующего оборудованияэлектропроводами во взрывобезопасном исполнении;
· повышение эффективности аспирационных систем;
· оснащение оборудования устройствами взрывозащиты(взрыворазрядителями);
· применение взрыво- и огнепреградителей, в качестве которых могутиспользоваться, например, шлюзовые затворы и шнеки.
На современных солодовенных предприятиях прием, хранение иобработка зернопродуктов полностью механизированы. Однако применяемыетехнические решения и средства механизации зачастую далеки от совершенства – недостаточно эффективны и экономичны. Поэтому одно из направлений развитиясолодовенных производств должно быть направлено на совершенствованиемеханизации в целях повышения ее технического и технологического уровня.
Уровень автоматизации на многих старых не реконструированныхсолодовнях остается относительно низким, поэтому их развитие будетосуществляться в направление уровня автоматизации. Степень автоматизациисовременных солодовенных производств достаточно высока. В связи с этимуправление технологическими процессами будет развиваться в направлении компьютеризациии совершенствования программного обеспечения.
С точки зрения проблемы экологической безопасности приорганизации приема, хранения, транспортировки, очистки и сортирования зернанеобходимо:
· обеспечить условия, исключающие возможность взрыва;
· повысить степень очистки воздушных выбросов в атмосферу;
· снизить уровень шума от работы оборудования до допустимыхзначений.
На современных предприятиях эти задачи эффективно решаются,в частности, за счет:
· применение мер по повышению взрывобезопасности производства;
· применение высокоэффективных аспирационных систем, включающихсовременные рукавные фильтры, позволяющие обеспечить остаточное содержание пылив удаляемом воздухе;
· применение шумозащитных кожухов на тех электропроводах, уровеньшума от которых превышает допустимую норму;
· применение глушителей на воздуховодах перед выбросомотработанного воздуха в атмосферу.
Проблемы технического развития производства пивоваренногосолода.
Вновь построенные солодовни оснащены достаточно совершеннымтехнологическим оборудованием, но в старых солодовнях возникает множествопроблем, которые необходимо устранить или минимизировать при осуществлении ихтехнической реконструкции.
Производство солода весьма энергоемко. Снижение энергозатратможно обеспечит за счет:
— выбора более удобной аэродинамической формы воздуховодов иоптимизации их оснащения;
— уменьшения толщины слоя загружаемого зерна.
Снижение тепловой энергии при сушке солода можно достичь засчет:
— улучшения изоляции и герметизации корпуса сушилки;
— повторного использования отработанного воздуха;
— производства тепла с высоким коэффициентом полезногодействия;
— применение сушилок с экономным потреблением энергии.
Среди важнейших мер, способствующих увеличениюпроизводительности действующих солодовен, следует отметить:
— совершенствование технологии;
Сокращение продолжительности транспортировки;
— увеличение единичной мощности оборудования.
Так же одно из направлений увеличения выпуска солода –снижение потерь на технологических стадиях. Снижение потерь на стадияхзамачивания и проращивания зерна может быть обеспечено, например, за счетконтроля и оптимизации дыхания.
Важнейшая технологическая проблема – повышение качествавыпускаемого солода зависит от качества применяемого сырья и от уровнясовершенства техники и технологии.
При производстве солода так же возникают проблемы, которыеиграют далеко не маловажную роль, проблема улучшения производственной санитариии проблема улучшения экологичности солодовенного производства.
Обобщая весь комплекс проблем солодовенных предприятий,следует подчеркнуть, что с современных позиций системного подхода целесообразнорешать единую проблему – совершенствование технологического потока производствасолода за счет повышения качества его функционирования, как системы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе были рассмотрены современныеаспекты и направления развития солодовенного производства. Были описаныклассические и технологически усовершенствованные способы замачивания ипроращивания ячменя.
Наибольшее внимание уделено методам замачивания ипроращивания ячменя в барабанных солодовнях, солодовнях башенного типа итехнически модернизированных солодовнях устарелого типа. Главной особенностьютаких солодовен является применение современного оборудования, техническое итехнологическое усовершенствование процессов и стадий производствапивоваренного солода.
Так же рассмотрены цели, инженерные задачи современногосолодовенного производства, проблемы при производстве солода и их решения.
Можно сделать следующий вывод по данной курсовой работе:современные технологии пивоваренного солода постоянно развиваются, внедряютсяновые тенденции развития в процесс производства, при этом создаются новые иусовершенствуются технически и технологически уже существующие методысолодоращения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Балашов В. Е, Федоренко Б.Н. Технологическое оборудованиепредприятий пивоваренного и безалкогольного производств. – М.: Колос, 1994.
2. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудованиепроизводства пива и безалкогольных напитков: Учеб. для. нач. проф. образования.– М.: ИРПО; Изд. Центр " Академия", 2004.
3. Кунце В., Мит.Г. Технология солода и пива. – Спб.:Профессия, 2000
4. Меледина Т.В. Сырье и вспомогательные материалы впивоварении. – Спб.: Профессия, 2005.
5. Нарцисс Л. Технология солодоращения. – Спб.: Профессия,2007.
6. Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольногопроизводств. – М.: Колос, 1998.
7. Федоренко Б.Н. Инженерия пивоваренного солода:Учебно-справочное пособие. – Спб.: Профессия. 2004.