Технология производства пива

Технология пива
Пиво-слабоалькогольный, жаждоутоляющий, игристый напиток с характерным хмелевымароматом и приятным горьковатом привкусом. В пиве кроме воды, этилового спиртаи диоксида углевода содержится значительное количество питательных и биологическиактивных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.
По цвету пиво делится на светлое и темное, а взависимости то вида применяемых дрожжей – на пиво низкого и верхового брожения.К пиву верхового брожения относятся один сорт – пиво «Бархотное».
Около 90 % производимого пива низового броженияприходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабо выраженныйсолодовый вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная хмелевая горечь. Их готовятиз светлого пивоваренного солода с добавкой несоложеных материалов (ячменя,рисовой сечки, обезжиренной кукурузы, сахара), воды, хмеля или хмелевыхпрепаратов. Типичные представители светлого пива: «Жигулевское», «Московское»,«Киевское», «Рижское». При производ­стве темных сортов пива используются такжеспециальные сорт солода (темный, карамельный и др.). Поэтому темное пиво имеетсолодово-карамельный сладковатый вкус, менее выраженную хмелевую горечь и болееинтенсивную окраску по сравнению со светлыми сортами. К темному пиву относятся«Украипское», «Мартовское», «Бархатное», «Портер» и др.
Физико-химические показатели качества некоторых сортовпива приведены в табл. 21.1.
Таблица 21.1Показатели    качества «Жигу­лёвское» «Рижское» «Московское» «Укра­инское» «Мар­тов­ское» «Ленин­градское» «Пор­тер»
Концентрацияначаль-
ногосусла. мае. %            11,0               12,0           13,0            13,0             14,5             20.0           20,0
Содержаниеалкоголя,
мае. %,не менее                 2,8                3,4              3,5              3,2               3,8               6,0             5,0
Кислотность, мл 1 н.
 раствора NaOH на
100 мл пива                 1,6...2,8       1,9...3,1       2,0...3,3       2,1… 2,3       2,4...3,7       3,3...5,1    4,0...5,5
Цветность, мл  0,1 н.
 раствора йода на
100 мл пива                1,6...2,0        0,5...1,0       0.5...1,0       4.0...8,0       4,0...6,0       1,0...2,5   8,0и                                                                                                                                                                 более
Содержание диоксида
 углерода, мас. %,
неменее                           0,30              0,33             0,33             0,30             0,30            0,33           0,35
Стойкость, сут,
не менее                              7                    8                12                  8                  8               10              17
Срок выдержки, сут,
не менее                             21                  42                42                30               30                90             60
Действительная
степень сбражива-ния,
 %                                      49,0              55,0             52,0              47,5            50,0             55,5        46,0
Принципиальная технологическаясхема производства пива представлена на рис. 126.
 Характеристика сырья для получения пива
Солод и несоложеное сырье. Основным сырьем дляпроизводства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный испециальные сорта), характеристика которого приведе­на в табл. 21.2. Основныесортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят откачества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допус­каетсяиспользование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиреннойкукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода.— это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье. Приме­нениенесоложеного сырья экономически выгодно и технологи­чески обосновано. Поэтомупри приготовлении 10...11 % светло­го пива следует обязательно применять неменее 20 % несоложе­ного сырья без использования ферментных препаратов. Прииспользовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратовобязательно.
При производстве пива «Жигулевское» допускается использо­ваниесахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов.
Вода. Качество воды, ее ионный состав оказывают большоевлияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическаявода должна отвечать всем требованиям, предъ­являемым к питьевой воде. Онадолжна быть прозрачной, бес­цветной, приятной на вкус, без запаха, с общейжесткостью 2...4 мг-экв/л и рН 6,8. ..7,3.
Вода считается оптимальной для производства пива, еслиот­ношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды (показательщелочности) не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1.
Жесткость воды и ее солевой состав регулируют, применяяразличные способы водоподготовки: реагентный, ионообмен­ный, электродиализный имембранный, основанный на принци­пе обратного осмоса.
Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путемпропускания через колонку, заполненную активированным углем.
Хмель и хмелепродукты. Хмель — традиционное и наиболее дорогостоящеесырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус иаромат, способствует удале­нию из сусла некоторых белков, служит антисептиком,подавляя жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры, и повышает пеностойкостьпива. Различают два основных вида хмеля: горь­кий и ароматический. Впивоварении используют преимущест­венно женские соцветия ароматического хмеля —хмелевые
шишки,содержащие лупулин. В состав последнего входят арома­тические и горькиевещества.
Горькие хмелевые вещества включают /> — и />-кислоты. мягкие />-, /> — и твердые смолы.Содержание />-кислот в зависимости отсорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пиво­варения производные />-кислот — изосоединенияобеспечивают около 90 % горечи пива.
Ароматические вещества представлены в основном эфирныммаслом, содержание которого колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная частьхмеля — дубильные вещества, количество кото­рых достигает 3 %.
По назначению хмель разделяют на две группы: тонкиесорта с содержанием горьких веществ около 15 % и />-кислотот 3 до 5 %, используемые для производства пива по классической тех­нологии, игрубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %, предназначенные дляизготовления порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенныехмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а такжеразличные хмелевые экстракты.
Хмель и хмелепродукты следует хранить в сухом, темном иохлажденном помещении с температурой от 0 до 2 «С и относи­тельнойвлажностью воздуха не выше 70 %.
Ферментные препараты. Используют при применении более 20 %несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемогосырья.
Применяют амилолитические (Амилосубтилин Г10х,Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические(Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также ихсмеси в виде мультиэнзимных композиций.
Амилолитические препараты применяют при затирании приповышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Онисущественно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.
Протосубтилин Г10х используют при повышенных количест­вахнесоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, атакже для ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препаратыповышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахари-дов, восновном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкостьпива.
Наиболее перспективным средством является применениемультиэнзимных композиций (МЭК), которые, позволяют сохра­нить высокое качество«Жигулевского» пива при использовании до 60 % несоложеного сырья.Подработка и дробление солода и несоложеного сырья
Основная цель дробления солода инесоложеного сырья — облегчение и ускорение физических и биохимическихпроцессов растворения зерна для обеспечения максимального переходаэкстрактивных веществ в сусло.
Подработка зернопродуктов. При хранении и транспортирова­ниисолод и несоложеное сырье загрязняются. Поэтому перед измельчением их очищаютот посторонних включений. Для уда­ления пыли и остатков ростков солодпропускают через полиро­вочную машину. Несоложеное сырье от органической и мине­ральнойпримесей очищают на воздушно-ситовом сепараторе и полировочной машине. Дляудаления металлопримесей зернопродукты пропускают через электромагнитныйсепаратор.
Дробление солода. Оптимальный состав помола должен обес­печитьмаксимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скоростьфильтрования сусла, так как оболочка зерна служит хорошим фильтрующимматериалом. Солод дробится в сухом или частично увлажненном (мокром) виде. Дляизмельче­ния сухого солода применяют четырех- и шестивальцовые дро­билки,работающие с одинаковой частотой вращения вальцов. Состав помола (%) зависит откачества солода, способов его затирания и фильтрования (табл. 21.2). При мокромпомоле солод предварительно увлажняют в бункере до содержания влаги 18...32 %путем орошения водой температурой 35...50°С. При этом повышается эластичностьоболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, чтоприводит к созданию рыхлого и пористого фильтрующего слоя дробины.
Таблица21.2Составные части помола Размер частиц, мм Солод при фильтровании Ячмень Рис Кукуруза на фильтр-аппарате на фильтр-прессе Шелуха Более 2,20 15...18 9...12 10...20 0...2 0...5 Крупка: крупная 1,00...2,20 18...22 12...15 20...30 30...35 25...30 мелкая 0,56...1,00 30...35 30...35 30...35 40...45 25...34 Мука Менее 0,56 20...30 40...45 15...25 20...25 40...50
Дробление несоложеныхзернопродуктов.Ячмень, пшеницу и рис дробят на двухвальцовом станке с нарезными вальцами,которые вращаются навстречу друг другу с разной скоростью. Для измельчениякукурузы используют молотковые дробилки. Рекомендуемый состав помола приведен втабл. 21.2.Получение пивного сусла
Затирание. Цель затирания —экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращениепод дейст­вием ферментов нерастворимых веществ в растворимые с после­дующимпереводом их в раствор. Вещества, перешедшие в раствор, называют экстрактом.
Затирание включает три стадии: смешиваниеизмельченных зернопродуктов с водой, нагревание и выдерживание получен­ной смесипри заданном температурном режиме. При этом коли­чество единовременнообрабатываемых измельченных зернопродуктов называют засыпью, объем применяемойводы — наливом, а полученный продукт—затором.
Превращения при затирании. На первых стадиях затирания враствор переходят углеводы, частично белки и про­дукты их гидролиза,пектиновые, дубильные и горькие вещества, ферменты и минеральные соли,составляющие 10...15 % сухих веществ солода. В несоложеном сырье их примерно в2...3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов — крахмал и белкинерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состоя­ние осуществляется врезультате направленного действия соот­ветствующих ферментов.
Гидролиз крахмала начинается при солодоращении. При зати­раниикрахмал проходит три стадии: клейстеризацию, разжиже­ние и осахаривание.Собственно гидролиз крахмала (осахарива-ние) представляет собой разжижениекрахмального клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов,маль­тозы и глюкозы.
Схематически гидролиз крахмала можно представить в видесхемы: Крахмал —> Амилодекстрины -> Эритродекстрины ->Ах-родекстрины -> Мальтодекстрины -> Мальтоза -» Глюкоза.
     Процессосахаривания контролируется по йодной реакции, так как крахмал и декстрины даютразличный цвет с йодом: крахмал и амилодекстрины — синий, Эритродекстрины —крас­нобурый, ахродекстрины и другие продукты гидролиза цвет йо­дного растворане изменяют. Поэтому термин «осахаривание» в бродильном производстве означаетне процесс превращения крахмала в сахара, а исчезновение окраски йодногораствора.
     К гидролизу крахмала при затирании предъявляютследующие требования: сусло не должно содержать амило- и эритродекстри-нов,дающих окраску с йодом, но кроме мальтозы в сусле долж­ны содержаться ахро- имальтодекстрины, придающие пиву пол­ноту вкуса и повышающие его вязкость. Приправильно прове­денном затирании, из крахмала должно образоваться 20… 30 %декстринов и 70.-.80 % «сырой» мальтозы, к которой относятся всепродукты гидролиза крахмала, обладающие редуцирующей способностью, в пересчетена мальтозу.
Цнголитическпс ферменты гидролизуют гемицеллюлозы игумми-вещества, глолящие в состав клеточных стенок зернового сырья. При этомобразуются декстрины, глюкоза, ксилоза и арабиноза. Продукгы гидролизанекрахмальных полисахарилов повышают выход экстракта, снижают вязкостьраствора, благо­приятно влияют на вкус пива, образование пены и ее устойчи­вость.
Однако гидролиз некрахмальных полисахаридов зависит отдействия протеолитических ферментов на белок, с которым эти вещества связаны
Как и крахмал, белки начинают гидролизоваться в процессесолодоращения. Их гидролиз происходит в основном под дейст­вием эндопептидазсолода. Ферментативное расщепление белков можно представить в следующем виде:Белки -> Альбумоэы —> Пептоны -> Полипептиды ->Пептиды —> Аминокислоты. Около 35 % белков (от общего содержания всырье) должно переходить при затирании в сусло. Рекомендуется следующеесоотношение  фракций  продуктов гидролиза белка (%):
А: В: С =25:15:60. Пептоны и полипептиды (фракция В) обуслов­ливают образование пеныпива, а пептиды и аминокислоты (фракция С) необходимы для питания дрожжей.Высокомолекулярные продукты гидролиза белка (фракция А) влияют на стой­костьпива. Поэтому недостаточный гидролиз белка приводит к резкому снижениюорганолептических свойств пива и его стой­кости при хранении.
При затирании протекают также многочисленные нефермен­тативныепроцессы: экстракция образующихся растворимых ве­ществ, образованиемеланоидинов, частичная коагуляция белка и др.
Факторы, влияющие на затирание. Основные факторы,влияющие на выход экстракта и его состав, — это со­отношение фермент: субстрат,продолжительность процесса, температура и рН затора.
С увеличением концентрации затора ферментативные реак­циизамедляются. Поэтому концентрация затора обычно не пре­вышает 16 %. Обычно назатирание 100 кг зернопродуктов рас­ходуют 350.-.500 л воды.
В табл. 21.3 приведены оптимальные значения температурыи рН важнейших ферментов, гидролизуюших крахмал, не­крахмальные полисахариды ибелки при затирании. Влияние температуры обусловлено температурным оптимумом итермо­стабильностью ферментов. Так, при 63 „С образуется большоеколичество мальтозы и мало декстринов. С повышением же температуры до 70 °Сгидролиз крахмала протекает быстрее, но вследствие инактивации />-амилазы накапливаются пре­имущественнодекстрины.
506 Та б л и на 21.3 Источник фермента Фермент Оптимальные значения Температур   С        | рН Солод а-Амилаза 70                                       5,7 р-Ам плаза 63                                       4,8 Эндопептидаза 45...50                             4,6...5.0 Экюпептидаза 40                                    7,0...8.0 Фосфотаза 48                                    5,0...5.5 Цитолитическце 35...45                             4,6...5.0 Лмилосубтилин Г10х
/>-Амилаза + />-амнлаза 60                                    6,3...6.6 Амилосубтилин Г20х Псптидаэа 60                                    5,4...6.0 Цитолитичсские 40...52                             5,4...6.0 Амилоризин Пх
/>-Амила за 65                                       6,0 Амилорнзин П10х Псптияаза 45...55                             4,5...4,6 Протосубтилнн Г10х Эндопсптидаза 45...52                             6,0...9.5 Цитороземин Пх Цитолитпческие 50...65                             3,0...5.6
Оптимум рН для действияферментов зависит от температуры среды. Как правило, с повышением температурыповышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при темпе­ратурезатора 65 “С рН-оптимум 5,6.
С увеличением продолжительности затирания в сусле накап­ливаютсянизкомолекулярные продукты гидролиза крахмала и белков.
Важнейшими температурными паузами при затирании явля­ются50...52; 60.-.65; 70 „С. во время которых максимальную активностьсоответственно проявляют эндопептидаза, />-и />-амилаза.
Способы и технологические режимы зати­рания.Приготовление затора начинают со смешивания дроб­леных зернопродуктов с водойпри температуре 37...40 “С, кото­рое осуществляется в заторном аппаратепри включенной ме­шалке. Далее затирание ведут настойным или отварочнымспособом.
Настойный способ заключается в постепенном нагреве всегозатора от 40 до 70 „С со скоростью 1 “С/мин и выдерживании притемпературе 40; 52; 63 и 70 „С по 30 мин. Далее затор нагревают до 72“С и выдерживают до полного осахаривания по пробе на йод. Затемосахаренный затор подогревают до 76...77'С и направ­ляют нафильтрование. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит многомальтозы и аминокислот, мало дек­стринов и поэтому сильно сбраживается. Однаковыход экстракта при отварочном способе выше. Это обусловлено тем, что при отварочныхспособах затор подвергают не только ферментативно­му, но и физическомувоздействию (кипячению).
Сущность отварочкого способа состоит в том, чтоотдельные части затора (отварки) кипятят, а затем смешивают с остальной частьюзатора, постепенно повышая его температуру до 75 „С. При кипячении крахмальныезерна из крупных частиц дробле­ных зернопродуктов переходят в раствор,клейстеризуются и подвергаются действию ферментов. Различают следующие вари­антыотварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густойчасти. Наиболее распространенные — одно- и двухотварочные способы. Приотварочных способах за­тирание ведут в двух заторных аппаратах, один из которыхис­пользуют для кипячения отварки.
Несоложеное сырье затирают в смеси с солодом или подраба­тываютотдельно, а затем смешивают с солодом и готовят общий затор.
В табл. 21.4 в качестве примерарассмотрен технологический режим одноотварочного способа затирания, при которомвсе сырье — солод, ячмень и ферментный препарат — затирают одновременно,начиная с температуры 40 “С. Таблица 21.4 Операция Температура, °С Продолжитель­ность, мин Примечание Смешивание солода, несо­ 40 60                                         Работает мешалка Ложеного ячменя, фермент­
ного препарата с водой
 
 
 
 
Выдерживание
При 40
20                                                                              То же
Подогрев
До 52
10
Выдерживание
При 52
30
Подогрев
До 63
10
Выдерживание
При 63
30...40
Выдерживание
При 63
20                                                                     Мешалка выключена
Откачка жидкой части во
При 63
15...25                                                                   С помощью
второй заторный аппарат
 
 
                                                                              декантатора
Подогрев гуши
До 70
10                                                                      Мешалка работает
Выдерживание гущи
При 70
15...20                                                                         Тоже
Подогрев гущи
До 100
20...25
Кипячение гущи
100
30                                                                      Мешалка выключена
Объединение густой части
70
10                                                                       Мешалка работает
затора с жидкой
 
 
 
 
Выдерживание
При 70 До 30                                                                            То же
Подогрев
До 72...73
5
Выдерживание
При 72...73
До полного
 
 
 
 
осахаривания
Подогрев
До 76
Перекачка
 
 
 
 
затора на
 
 
 
 
фильтрование
 
 
 
 
 
 
Фильтрование затора. Осахаренный затор представляет собой суспензию,состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина). Цельфильтрования — отделение пив­ного сусла от дробины. Фильтрование затораподразделяется на две стадии: собственно фильтрование первого (основного) суслаи вышелачивание — вымывание экстракта, задерживаемого дро­биной. Сусло ипромывные воды должны быть прозрачными во избежание затруднения последующихтехнологических операций и ухудшения качества пива.
Превращения   при   фильтровании   затора. Фильтрование первого суслапредставляет собой в основном фи­зический процесс. А при выщелачивании дробиныводой проте­кает конвективная диффузия, а также различные химические процессы,главным образом обменные реакции. С понижением концентрации сусла его рНвозрастает от 5,7 до 6,2, что приво­дит к увеличению растворения кремниевойкислоты, полифенольных, дубильных, горьких и других веществ оболочки зернопродуктов.Это повышает цветность пива, что может служить причиной ухудшения его вкуса.
Факторы, влияющие на фильтрование за­тора. На скорость фильтрования влияютсостав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтраппаратефильтрующим слоем является слой дробины, образующийся при отстаивании затора.Солод хорошего растворения, имеющий ре­комендуемый состав помола (см. табл.21.2), дает рыхлый, легко­проницаемый слой.
На скорость фильтрования существенно влияет температура,которая должна быть не выше 78 „С во избежание инактивации />-амилазы. Последняязавершает доосахаривание остатков крах­мала. Кроме того, более высокаятемпература способствует уве­личению растворимости продуктов гидролиза белка,полифенольных и других веществ, что влияет на стойкость пива.
В щелочной воде легко растворяются дубильные и горькиевещества оболочек. Но при длительном экстрагировании даже вода нормальногосостава извлекает из оболочек вещества, обу­словливающие неприятный вкус пива.
Способы    и    технологические    режимы фильтрования. Наиболее распространеныпериодические способы фильтрования с использованием фильтрационного ап­паратаили фильтр-пресса. Непрерывные способы фильтрования, центрифугирование,вакуум-фильтрование, автоматизация про­цесса по той или иной причине пока ненашли широкого рас­пространения.
На первой фазе фильтрования затор перекачивают в фильтрационный,аппарат, где он отстаивается для формирования фильт­рующего слоя высотой30...40 см. Затем начинают фильтрование. причем первое мутное сусло возвращаютв фильтр-аппарат. По
окончаниифильтрования первого сусла дробину промывают водой температурой 70...80 °С.Промывание ведут до содержания сухих веществ в промывной воде 0,5 %. Дальнейшеенымыванне •экстракта экономически нецелесообразно, так как ведет квыщс-лачиванию веществ, ухудшающих вкус пива, и перерасходу топ­лива навыпаривание избытка воды.
В фильтр-прессе в качестве основного фильтрующего слояиспользуется салфетка из специальной ткани, поэтому допуска­ется более тонкийпомол зернопродуктов (см. табл. 21.2). После сбора первого сусла дробинупромывают водой температурой 75...80 °С до плотности промывных вод 0,5...0,7 %.
Кипячение сусла с хмелем. Отфильтрованное сусло и промыв­ныеводы собирают в сусловарочном аппарате п кипятят с хме­лем. Цель кипячения —стерилизация сусла, стабилизация и аро­матизация его состава горькимивеществами хмеля.
Превращения при кипячении сусла с хме­лем. Дробленые зернопродукты всегдасодержат некоторое ко­личество микроорганизмов. При кислой реакции среды сусластерилизация достигается уже через 15 мин кипячения.
При кипячении хмеля в сусло переходит значительная частьего углеводов, белковых, горьких, дубильных, ароматических и минеральныхвеществ. Ароматизация сусла происходит в резуль­тате растворения в немспецифических составных частей хмеля и продуктов реакциимеланоидинообразования.
С повышением температуры сусла происходит денатурациябелков, которая внешне характеризуется появлением мути. Ки­пячение сусла схмелем сопровождается снижением его вязкости и повышением цветности врезультате реакции меланоидинооб­разования, карамелизации Сахаров, окисленияполифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля.
Факторы, влияющие на процесс кипячения сусла с хмелем. На процессы, происходящие прикипяче­нии сусла с хмелем, существенное влияние оказывают его про­должительность,рН и состав воды, концентрация сусла.
При длительном кипячении сусла с хмелем раствор насыща­етсягорькими кислотами, что приводит к изменению рН сусла. Это является причинойвыпадения их в осадок. Коагуляция бел­ков наиболее полно проходит при рН 5,2 вприсутствии сульфа­тов и хлоридов. Дубильные вещества хмеля ускоряют коагуля­циюбелков.
При работе с мягкой водой образующиеся кислоты способст­вуютосаждению горьких веществ, тем самым снижая ощущение горечи. При использованиикарбонатных вод действие кислот в начале брожения нейтрализуется.
При высокой концентрации сусла в среде возрастает количе­ствокоагулируемого белка, который при осаждении выводит из раствора горькиевещества. Поэтому при упаривании концентри­рованного сусла дозу вводимого хмеляувеличивают.
Способы и технологические режимы кипя­чения сусла схмелем. Сусло схмелем кипятят в сусловарочных аппаратах. Поступающее в сусловарочный аппаратсусло должно иметь температуру 63...75 “С, для того чтобы предохранить еюот инфипирования и максимально продлить активность ферментов. В конце наборапроверяют полноту осахаривания пробой на йод. При отрицательной реакции в суслодобавляют вытяжку из следующего затора и выдерживают при температуре не выше 75°С до полного осахаривания. Сусло кипятят только после заполнения аппарата.Продолжительность кипячения не должна превышать 2 ч при скорости испарения поды5...6 % в час к массе сусла. Наиболее интенсивно сусло кипятят в серединеварки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце —гарантировать хорошее обра­зование хлопьев.
Расход хмелепродуктов (/> гСВ) на 1 дал готового пива рассчитывают по формуле
                              /> = />(100 + /П) /(100//>),
где /> —содержание горечи хмеля, вводимого в сусло для данного сорта пива. г СВ на 1дал пива: П— обшис нормируемые потери жидкой фазы для пива данногосорта, %; /> - содержание горечи в 1 гсухих веществ хмеля, г.
Горечь хмеля обусловлена восновном содержанием />-кислоты:
                           
                                   /> = (/> + 1) / 100,
где /> —содержание />-кислот. %; 1 — содержаниегоречи />-фракции, %.
Удельный расход хмеля на 1 далпива в зависимости от сорта хмеля и вида пива составляет от 20 до 60 г.Хмелепродукты в сусло вносят в два. три или четыре приема.
Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухихвеществ в нем, свертыванию белково-дубильных веществ, обра­зованию хлопьев ипрозрачности горячего сусла.
Отделение сусла от хмелевой дробины. После окончания ки­пяченияохмеленное сусло поступает в хмелеотделитель. Хмеле­вая дробина задерживаетсяна сите, сусло проходит сквозь него и центробежным насосом перекачивается всборник для охлаж­дения и осветления. Затем хмелевую дробину промывают горя­чейводой для дополнительного выщелачивания экстрактивных веществ хмеля. Промывныеводы присоединяются к суслу в сусловарочном аппарате.
Охлаждение и осветление сусла. Цель охлаждения и осветле-ниясусла— понижение температуры до 6...16 „С '(вг зависимости от способаброжения), насыщение его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.
Превращения при охлаждении и осветлении сусла.В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состояниитонких взвесей (суспен­зий). При понижении температуры они осаждаются.
В течение всего процесса охлаждения сусло поглощаеткисло­род воздуха, который при температуре выше 40 “С расходуется наокисление органических веществ сусла, что приводит к потемне­нию сусла,снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи.
Охлаждение сусла сопровождается испарениемнекоторого ко­личества воды, что приводит к уменьшению его объема и по­вышениюконцентрации.
Факторы, влияющие на процессы при ох­лаждении иокислении. Крупныевзвеси осаждаются на протяжении всего процесса охлаждения сусла. Тонкий осадокобразуется при снижении температуры до 5...7 °С.
Растворение кислорода в сусле начинается при температуре40 °С и ускоряется при перемешивании, увеличении площади и продолжительностиконтакта, снижении концентрации сусла. Одновременно протекают окислительныепроцессы и сусло на­сыщается кислородом.
Сусло температурой 20...40 „С являетсяблагоприятной средой для инфицирующей микрофлоры. Поэтому его охлаждают в двестадии. Первую стадию от 90 до 60 “С проводят в течение 2 ч дляобеспечения максимального осаждения крупных взвесей, а вторую—от 60 до 6...16»С проводят быстро с использованием пластинчатых теплообменников.
Способы и технологические приемы ох­лаждения и осветлениясусла. Дляохлаждения сусла до 60 «С используют холодильные тарелки (тонкий слойсусла толщиной 150...250 мм), отстойный и гидроциклонный ап­параты (высокийслой сусла). Сусло охлаждается до 60 „С в тонком слое в течение 2...6 ч, ввысоком слое—до 2 ч. По достижении 60 “С сусло перекачивают на вторуюступень охлаж­дения в пластинчатые теплообменники.
Белковый отстой содержит значительное количество сусла,поэтому его фильтруют или сепарируют, стерилизуют и добавля­ют в сусло, котороеидет на брожение.
Для осветления сусла используют также центробежные сепа­раторы,которые позволяют быстро получить прозрачное сусло и сократить потери экстрактас отстоем.
После охлаждения до 6...16 „С сусло аэрируютвоздухом не­посредственно в трубопроводе или аппарате предварительногоброжения. Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность ицветность должны соответствовать виду пива.
Выход экстрактивных веществ и потерн при получениипивного сусла.Оценить работу варочного цеха и определить правиль­ность режима затирания можнона основании расчета выхода экстракта (%)
                                           Э =Vmd *0,96/М,
где V — количество горячего сусла в сусловарочномаппарате, л: т — содержание сухих веществ в сусле, %; d— плотность сусла, кг/л; 0,96 —поправочный коэффициент на уменьшениеобъема сусла при его охлаждении: М— масса перераба­тываемых зернопродуктов, кг.
При хорошей работе варочногоотделения разница между вы­ходом экстракта и экстрактивностью переработанныхзернопродуктов не должна превышать 1,6...2,2 %.
В зависимости от сорта пива потери экстракта в варочномцехе колеблются от 2,6 до 2,8 %, а потери в пивной и хмелевой дробине (к объемугорячего сусла) на стадии осветления и охлаждения сусла — от 5,5 до 7,0 %, втом числе 4 % составляют мнимые потери объема в результате сжатия сусла при егоохлаж­дении от 100 до 20 “С.Сбраживание пивного сусла и дображивание пива
Основной процесс, в результатекоторого сусло превращается в пиво. — спиртовое брожение. При этом химическийсостав сусла существенно изменяется и оно превращается в вкусный ароматныйнапиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение идображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание Сахаровсусла, в результа­те которого образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеоб­разныевкус и аромат, еще непригодное к употреблению. При дображивании оставшиесясахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептическиесвойства, осветля­ется и насыщается оксидом углерода, т. е. происходит егосозре­вание и пиво превращается в товарный продукт.
Дрожжи, используемые для производства пива. Дрожжи должны отвечатьследующим требованиям: иметь высокую бродильную активность, хорошо образовыватьхлопья и осветлять пиво в про­цессе брожения, придавать пиву чистый вкус и приятныйаромат.
Бродильная активность дрожжей характеризуется степеньюсбраживания сусла (%)
                                                      С=(Е-е)100/Е,
где Е, е — содержание экстрактивных веществ вначальном сусле и в пиве соот­ветственно, %.
    Подготовка чистой культуры дрожжей к брожениюсводится к накоплениюих биомассы в условиях микробиологической стерильности вколичестве, необходимом для начала процесса брожения. Кроме чистой культурышироко используют семенные дрожжи, представляющие собой дрожжи, которые осели вконце главного брожения. На практике семенные дрожжи после пред­варительнойподготовки используются до 10 генераций.
Превращения при сбраживакии пивного сусла и дображиваннипива… Основнойпроцесс при главном брожении—биохимичес­кое превращение сбраживаемых углеводовв этиловый спирт и оксид углерода. Наряду с основными продуктами брожения об­разуютсявторичные и побочные продукты, которые в значитель­ной степени определяюторганолептические показатели пива.
Образование спирта сопровождается выделением в среду теп­лоты.которую необходимо отвести для поддержания заданных температурных условий.
На первых этапах брожения происходит энергичное размно­жениедрожжей, что обусловлено полноценностью питательной среды. По мере обеднениясреды, накопления продуктов броже­ния, создания избыточного давления скоростьразмножения дрожжей уменьшается.
В результате главного брожения сусло превращается в моло­доепиво, которое еще не является товарным продуктом. Поэто­му его направляют надображивание и созревание. При дображивании протекают в основном те жепроцессы, что и при главном брожении, но более медленно. Выделяющийся впроцессе дображивания оксид углерода (IV) растворяется и связывается в пиве,что приводит к насыщению пива оксидом углерода.
При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительныереакции, в результате которых исчезают ха­рактерные для молодого пива привкусдрожжей и хмелевая го­речь.
При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпа­дениемв осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белко­вую муть и другие взвеси.Так же происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильныхвеществ.
Факторы, влияющие на сбраживание сусла и дображиваниепива.Наибольшее влияние на ход брожения оказывают темпера­тура и количество дрожжей.Различают холодное (7...9 °С) и теплое (12...14 °С) брожение. Норма введениядрожжей зависит от способа брожения и колеблется от 0,4 до 1 л на 1 гл сусла.Сусло должно быть осахаренным, содержать достаточное коли­чество ассимилируемыхдрожжами азотистых веществ и правиль­ное соотношение Сахаров и несахаров. рНсусла не должно пре­вышать 5,8. Лучше всего сбраживается сусло с начальной кон­центрацией10...12 %.
Способы и технологические режимы главного брожения и дображивания. Главное брожение проводят воткрытых или закры­тых бродильных аппаратах периодическим, полунепрерывным илинепрерывным способом. Последний пока не нашел широко­го распространения. Припериодическом брожении пивное сусло температурой 5...7 °С направляется вбродильный аппарат. Се­менные дрожжи задают в количестве 0,4...0,5 л на 1 глсусла. Пивное сусло сбраживают в течение 7...11 сут в зависимости отконцентрации начального сусла. На третьи сутки допускается повышениетемпературы до 8...10 °С с последующим постепен­ным снижением до 4...5 „С.Видимая степень сбраживания моло­дого пива должна составлять 59,1...67,5 %.
Полунепрерывное брожение проводят только в закрытых бро­дильныхаппаратах, которые комплектуют в батареи, состоящие из разбраживателя и пятибродильных аппаратов. Норма задачи дрожжей 0.6...1 л на 1 гл. Разбраживательзаполняют суслом тем­пературой 6...8 “С, перемешивают в течение 30 мин исбражива­ют 24 ч, а далее половину объема с содержанием видимого экстракта8,4...8,6 перекачивают в первый бродильный аппарат. Затем оба аппарата доливаютсвежим суслом до полного объема. С интервалом в одни сутки заполняют всебродильные аппараты. Пивное сусло сбраживают при избыточном давлении в течение5...6 сут до содержания видимого экстракта 4,5...4 %.
Дображивание пива проводят при температуре от 0 до 2»С в закрытых аппаратах под избыточным давлением 0,03...0,06 МПа. Придображивании контролируют давление в аппарате, органо-лептические показатели истепень осветления пива. Продолжи­тельность дображивания зависит от сорта пиваи колеблется от 21 сут для пива «Жигулевское» до 90 сут для пива «Портер».
Регулируя температурный режим, оказалось возможным со­вместитьпроцессы брожения и дображивания в одном аппарате. Процесс осуществляется вцилиндроконических бродильных ап­паратах, которые снабжены двумя-тремяохлаждающими рубаш­ками на цилиндрической части и одной — на нижней коническойчасти. Сусло температурой 7...9 «С подают в аппарат и заполняют его на 85%. В ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7...! л на 1 гл. Первые 50 % суслааэрируют из расчета 0,5...0,7 мУч. В первые сутки брожения температураповышается до 13...14 °С. При этой температуре сусло бродит б...7 сут. Затемпиво охлажда­ют в нижней части аппарата до 1...2 °С, в результате чего образу­етсяплотный осадок дрожжей, который выводят из аппарата. На восьмые сутки пивоохлаждают до 3...4 „С, на девятые — до 1...2 “С и выдерживают приэтой температуре 5...6 сут для завер­шения процессов дображивания.
Совмещение процессов брожения и дображивания позволилосократить их продолжительность до 14… 18 сут в зависимости от концентрацииначального сусла. Эта технология характеризуется простотой, а капитальныезатраты при установке аппаратов вне помещения существенно сокращаются.
При периодическом способе потери в.отделении главного брожениясоставляют 2,3-..2,5 % к объему холодного сусла, а в отделении дображивания ифильтрования — 2,35...3 % к объему молодого пива. При совмещенном способесуммарные потери составляют 4,65 % к объему холодного сусла.Осветление и розлив пива
После дображивания и созреваниядля придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощьюсепа­рирования или фильтрования. При этом из пива удаляют нахо­дящиеся вовзвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества,хмелевые смолы, соли тяжелых ме­таллов и различные микроорганизмы.
Лучшие результаты получают при фильтровании пива на кизельгуровыхфильтрах. Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости прихранении пиво дополнительно фильтруют на фильтр-прессах с использованиемспециальных сортов картона.
При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксидауглерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем продувкичерез пиво диоксида углерода.
После карбонизации пиво выдерживают 6—8 ч в сборниках, азатем направляют на розлив. Пиво разливают в бутылки вмести­мостью 0,33 и 0,5 лиз темного стекла на автоматических розливных линиях, на которых после мойкибутылок последовательно осуществляют операции розлива пива, этикетирования,бракеража, укладки в ящики или контейнеры. Часть пива разливают в алюминиевые идеревянные осмоленные бочки, а также в пивовозы.
Пиво, бутылочный квас, а также минеральные воды содержатдиоксид углерода, поэтому их разливают под некоторым избы­точным давлением ибез перепадов давления — изобарически. Для этого в таре (бутылке, бочке,автоцистерне) сначала создают давление, равное тому, под которым находитсяразливаемая жид­кость, а затем приступают к наполнению тары напитком. Темпе­ратурапива при розливе не должна превышать 3 °С.
Пиво разливают по уровню в автоматах Р-3, Р-6 и РУ-12соответственно производительностью 3300, 6600 и 13000 бутылок в час. Бутылки, вкоторые поступает пиво или безалкогольные газированные напитки под избыточнымдавлением 0,05...0,3 МПа, укупоривают стальными колпач­ками с упругой пробкойили синтетической прокладкой. Для этой цели используют укупорочные автоматы,например марки У6-А производительностью 6000 бутылок в час.
Потери пива при фильтровании составляют 1,55 %, при роз­ливев бутылки — 2, в бочки — 0,50, при бестарной перевозке — 0,33 %.
 Аппаратурно-технологическая схема производства пива
Отлежавшийся солод из склада(рис. 127) подают в воздушно-ситовой сепаратор 1, а затем шнеком 2 в сборникочищенного солода 3.Ячмень шнеком 2 также подают в воздушно-ситовой сепаратор 7, а затем норией всборник ячменя 15. Солод и ячмень пропускают через магнитную колонку 4,взвешивают на автомати­ческих весах 5 и измельчают: солод на установке длямокрого дробления 6, а ячмень на мельничном станке 16. Вода на техно­логическиенужды поступает из сборников 1и 11. Затирание проводят взаторно-варочном аппарате 7, в который дробленый солод поступает самотеком, аизмельченный ячмень из сборника 17— с помощью шнека 2 Сюда же поступаетсахарный раствор, приготовленный в реакторе 9 и профильтрованный черезловушку 8. Затор фильтруют в фильтрацией ном аппарате 14.Прозрачное сусло и промывные воды насосом 13 перекачивают в сусловарочныйаппарат 18, в котором сусло упаривается до заданной началь­нойконцентрации. Хмель из склада подают в расходный сборник 12, откудазаданные порции хмеля через воронку поступают в сусловарочный аппарат 18.Пивную дробину насосом перекачива­ют в расходный сборник для реализации.
Горячее сусло из сусловарочного аппарата 18самотеком на­правляется в хмелеотборный аппарат, откуда насосом оно перека­чиваетсяв гидроциклонный аппарат 28 для осветления. Насос 20 перекачиваетосветленное сусло в пластинчатый теплообменник 29, где оно охлаждаетсядо 6 °С, а затем поступает в аппарат главного брожения 34.
Для приготовления чистой культуры дрожжей предусмотренаустановка, состоящая из стерилизаторов сусла 25, 27 и цилиндра дляразбраживания дрожжей 26. Сброженная чистая культура дрожжей сжатымвоздухом перелавливается в ток сусла, поступа­ющего на брожение. Избыточныедрожжи из аппаратов главного брожения 34 с помощью вакуума отбираются ввакуум-монжю 31. Семенные дрожжи воздухом перелавливаются на вибросито 30для очистки. Очищенные дрожжи самотеком поступают в монжю 31 нахранение. С помощью вакуум-насоса 32 они направляются в производство.Воду для заливки дрожжей охлаждают в баке 24. Избыточные дрожжи, пройдямонжю 31, сжатым воздухом на­правляются в сборник 33, из которогонасосом 20 перекачиваются на реализацию.
Дезинфицирующие растворы готовят в сборниках 19, 21и 22 После фильтрования на фильтре 23 они подаются на дезинфек­циюоборудования.
Молодое пяво из аппаратов -34 насосом .20.перекачивают в аппараты для дображивания и созревания пива (лагерные танки) 35.По окончании дображивания через смесительный фонарь 36 пиво насосом 37подается для охлаждения в пластинчатый теплообменник 38, а затем для фильтрованияв диатомировый фильтр 39. Сортовое пиво дополнительно фильтруют через картонныйфильтр 40, охлаждают до 1 С в теплообменнике 41, насыщают оксидом углерода (4)в карбонизаторе 42 и собирают в сборниках-мерниках 43, откуда они поступает нарозлив.