Одним из основных отличий между солодом и ячменем является целостность клеточных стенок, которые окружают крахмальные гранулы. Следовательно, основная задача при переработке заторов, содержащих ячмень, заключается в эффективном цитолизе. С этой целью используют цитолитические ферменты, а также затирание с одной или двумя отварками.
Известны технологии с предварительным развариванием несоложеного материала под давлением. При этом обнаружено, что с увеличением температуры термической обработки несоложеного ячменя от 100 до 143 °С наблюдается сравнительно равномерное повышение выхода экстракта: с использованием 20% несоложеного ячменя – на 0,7%; 30% - 0,8%; 40% - на 1,1% и 50% - на 1,2%. Продемонстрировано, что с увеличением температуры термической обработки несоложеного ячменя происходит сокращение продолжительности фильтрации затора. При обработке несоложеного сырья при температуре 143°С продолжительность фильтрации заторов сокращается на 12,5-9,6% в зависимости от доли несоложеного ячменя в заторе по сравнению с обработкой его при температуре 100 °С. Однако при этом существенно меняется углеводный состав сусла: в нем увеличивается содержание глюкозы (на 22,8-45,1%), в то время как уровень мальтозы возрастает только на 6,0-7,6%.
Установлено также, что термическая обработка несоложеного ячменя при повышенных температурах способствует гидролитическому расщеплению высокомолекулярных пентозанов до конечных продуктов - ксилозы и арабинозы, причем на долю ксилозы приходится более 70% их общего содержания, что также влияет на качественные показатели пива. Положительным фактором при термической обработке является снижение вязкости заторов и сусла.
При термической обработке происходит изменение азотного состава сусла, возрастает количество растворимого азота в зависимости от доли ячменя в заторе от 5,5% до 13,4%. Увеличение растворимого азота в сусле происходит равномерно за счет всех фракций, однако чем больше несоложеного ячменя в заторе, тем в большей степени возрастает содержание общего растворимого азота, что происходит за счет высокомолекулярных азотистых веществ фракции А (по Лундину). Содержание аминного азота в сусле с повышением температуры обработки несоложеного ячменя со 100 до 138°С остается неизменным. При дальнейшем повышении температуры (до 143°С) уровень аминокислот падает, что связано с усилением реакции меланоидинообразования.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Описание технологии производства пива «Рецептура №1», «Рецептура №2» и «Рецептура №3»
В технологической схеме производства пива можно выделить несколько этапов (приложение 1):
подготовка воды
дробление зернопродуктов
затирание
фильтрование затора
варка сусла
осветление и охлаждение сусла
брожение
дображивание
2.1.1 Подготовка воды
Для производства используют водопроводную воду. Ее подвергают очистке. Вода из трубопровода проходит через установку водоподготовки 1, где последовательно очищается сначала от грубых механических примесей, затем происходит ультрафильтрация, умягчение и завершающая стадия – обеззараживание при помощи УФ-лампы. Далее вода подается на производство.
2.1.2 Дробление зернопродуктов
Для приготовления представленных в данном проекте сортов пива используют солод ячменный светлый, солод карамельный, кукурузная крупка, рисовая сечка, ячмень. Дробление зернопродуктов проводят при помощи солододробилки 4. Дробление представляет собой процесс измельчения зернопродуктов (солода и несоложеных материалов). Дробление солода необходимо проводить таким образом, чтобы по возможности сохранить целостность зерновой оболочки, которая будет служить фильтрующим слоем в процессе фильтрования затора.
После дробления солода образуется несколько фракций: оболочки, крупная крупка, мелкая крупка и мука. Примерный рекомендуемый состав помола: муки – 20-30%, крупки – 50-60%, шелухи – 20%. При таком соотношении обеспечиваются нормальный режим затирания и фильтрации сусла.
Кукурузная крупка и рисовая сечка чаще всего поступают на предприятие уже в раздробленном виде. Ячмень дробят вместе с солодом, добавляя его небольшими порциями в общую массу солода.
2.1.3 Затирание по одноотварочному совместному способу
При этом способе затирания солода и несоложенного сырья, все сырье затирают одновременно при температуре 40 °С в заторном аппарате 3.
Для того чтобы в период разваривания густой части затора сохранить активность ферментов жидкую часть затора снимают с помощью декантационного устройства и насосом 8 перекачивают в заторный аппарат 5. Для расслоения затора перед декантацией жидкой части мешалку выключают после 20-ти минутной выдержки при температуре 63°С.
Отобранную жидкую часть затора выдерживают отдельно в заторном аппарате 5 до соединения ее с прокипяченной густой частью.
Разваривание густой части затора и клейстеризацию крахмала, оставшихся после отбора жидкой части, осуществляют только после окончания действия имеющихся в заторе ферментов.
После разваривания густая часть затора соединяется с ранее отобранной жидкой частью в заторном аппарате 5 для воздействия ферментов, сохранившихся в жидкой части затора.
Затирание ведут по следующему режиму:
Таблица 2.1 - Режим затирания по одноотварочному совместному способу
| Наименование операции | Температура, °С | Продолжительность, мин. | Примечание |
| Выдержка | при 40 | 20 | |
| Подогрев | до 52 | 10 | |
| Выдержка | при 52 | 30 | |
| Подогрев | до 63 | 10 | |
| Выдержка | при 63 | 30-40 | |
| Откачка жидкой части | 10 | ||
| Подогрев гущи | до 70 | 10 | |
| Выдержка | при 70 | 15-20 | |
| Подогрев | до 100 (быстро) | 20-25 | |
| Кипячение | 30 | ||
| Наименование операции | Температура, °С | Продолжительность, мин. | Примечание |
| Объединение густой части затора с жидкой | 70 | 10 | |
| Выдержка | при 70 | до 30 | Уточняется проверкой на осахаривание в процессе осахаривания |
| Подогрев | до 72-73 | 5 | |
| Выдержка | при 72-73 | до полного осахаривания | |
| Подогрев | до 76 | перекачка затора на фильтрование |
2.1.4 Фильтрование затора
В фильтровании затора различают две стадии: отделение первого сусла и вымывание экстрактивных веществ, содержащихся в дробине (промывание дробины). Сусло и промывная вода должны стекать максимально прозрачными, в противном случае осветление сусла и пива в последующих операциях значительно затрудняется, а готовое пиво может иметь грубый вкус и не свойственную пиву горечь.
Перед перекачиванием затора вымытый фильтрационный аппарат 9 с тщательно уложенными фильтрационными ситами ополаскивают горячей водой. Затем закрывают краны фильтрационной батареи и проверяют плотность закрытия люка для дробины. Для вытеснения воздуха из труб батареи и подситового пространства чана, их заполняют горячей водой снизу так, чтобы вода на 1-1,5 см покрыла сита. При снижении температуры фильтруемого затора вязкость сусла возрастает, поэтому вода для промывания дробины поступает из водонагревателя 2 с температурой 78-80°С.
При непрерывной работе мешалки заторного чана 5 затор быстро перекачивают насосом 8 в фильтрационный аппарат 9 (после освобождения заторного аппарата его промывают от остатков затора, промывную воду также направляют в фильтрационный аппарат). Для предотвращения попадания частиц дробины под сита необходимо следить за тем, чтобы струя затора не была направлена непосредственно на сито.
Далее оставляют затор в полном покое на 25-30 мин для расслаивания до осветления слоя сусла над дробиной. После расслаивания затора следует освободить подситовое пространство и трубки фильтрационной батареи от попавших туда при перекачке частиц дробины. Для этого по одному или попарно быстро открывают и закрывают краны фильтрационной батареи, чтобы вызвать движение жидкости под ситами. Вытекающее мутное сусло возвращают обратно в чан; это повторяют до тех пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло.
Обычно процесс фильтрования затора начинают путем открывания кранов через 5-15 мин после начала перекачивания затора в фильтрационный аппарат. Следует следить, чтобы возврат мутного сусла в фильтрационный аппарат не нарушал фильтрационного слоя. Для этого струя возвращаемого в чан мутного сусла должна направляться на стенку фильтрчана по касательной.
Вытекающее из кранов в приемник фильтрационной батареи прозрачное сусло направляют в сусловарочный аппарат 10.
При фильтровании первого сусла краны фильтрационной батареи открывать полностью не следует. Степень их открытия устанавливается в зависимости от скорости фильтрования с тем, чтобы под ситами не образовалось вакуума и в слой дробины не втягивались верхние, более легкие слои, а также, чтобы под сита не мог попасть воздух, так как все это может значительно замедлять процесс. При фильтровании затора следует стремиться к тому, чтобы первое сусло было отфильтровано наиболее полно для возможности снижения концентрации общего сусла при наборе возможно большего количества промывных вод и снижения потерь экстракта в дробине.
Промывание ведут до массовой доли сухих веществ в промывной воде 0,5%. Если в силу каких-либо причин набор сусла в сусловарочный аппарат закончен при более высокой массовой доле сухих веществ в промывной воде, то промывную воду надо собирать в сборник промывной. Температуру промывной воды в сборнике следует поддерживать не ниже 70 °С.