Технологические расчеты в бродильных производствах (стр. 2 из 16)

№ партии	М, т	W, %	С, %	W1, %	С1, %
1	280	14,0	1,1	13,5	0,9
2	120	14,2	2,0	15,0	1,8

5. Какова будет масса ячменя после сушки и первичной очистки, если зерно поступило на элеватор с начальной влажностью 19% и сорностью 2,5%, а конечная его влажность составляет 12%? При первичной очистке удаляется 50% сорной примеси. Начальная масса партии зерна составляла 2000 т.

1.2. Хмель

Требования к прессованному сульфитированному хмелю, предназначенному для использования в пивоваренной промышленности, устанавливает ГОСТ 21947–76. Требования, устанавливаемые ГОСТом, могут быть базисные и ограничительные (см. таблицу 3).

Кроме прессованного цельношишкового хмеля в пивоварении используют различные хмелевые препараты — молотый брикетированный и гранулированный хмель, хмелевые экстракты и эссенции. Эти продукты вырабатывают для сохранения ценных компонентов хмеля и повышения степени использования горьких веществ.

1.2.1. Основные расчетные формулы

Норма внесения прессованного шишкового хмеля исходя из горечи сусла в г/дал горячего сусла рассчитывается по формуле

, (6)

где Г_с — величина горечи сусла, г/дал; α — содержание α–кислот в прессованном хмеле %, W — влажность прессованного хмеля, %.

Норма внесения гранулированного хмеля в г/дал горячего сусла определяется по формуле

, (7)

где 0,9 — коэффициент снижения нормы расхода гранулированного хмеля за счет повышения степени использования горьких веществ.

Таблица 3. Требования к хмелю по ГОСТ 21947–76

Показатель	Требования
	базисные	оганичительные
Органолептические показатели
Цвет	От светло–желто–зеленого до золотисто–зеленого, допускаютсяпокрасневшие кончики лепестков	Зеленый, желтовато-зеленый, зеленовато-желтый, желтый с коричневыми пятнами, бурый
Запах	Хмелевой, чистый, не допускается прелый, затхлый сырный, дымный и др.
Внешний вид	Шишки должны быть одинаковые по размеру, закрытые; не допускается хмель, пораженный плесенью, сельскохозяйственными вредителями и болезнями, содержащий посторонние (нехмелевые) примеси.
Физико–химические показатели
Влажность, %, не более	13	11–13
Содержание примесей, %, не более
–для хмеля машинного сбора	—	10
–для хмеля ручного сбора	—	5
Зольность, % на АСВ*, не более	—	14
Содержание семян, %, не более	—	4
Содержание сернистого ангидрида (SO2), % на АСВ, не более	—	0,5
Содержание a–кислоты, % на АСВ	3,5	не менее 2,5

*АСВ – абсолютно сухое вещество

Если охмеление сусла производится с использованием хмелевых экстрактов, то норму внесения хмелевого экстракта в г/дал горячего сусла определяют по формуле

, (8)

где Г_с — норма горечи сусла, г/дал; n — доля хмелевого экстракта в общем количестве хмелепродуктов (не выше 50%); α — содержание α–кислот в экстракте, %; 0,8 — коэффициент снижения норм расхода за счет более полного использования горьких веществ.

1.2.2. Задания и задачи

1. Охарактеризовать качество двух различных партий прессованного хмеля машинного сбора на основании результатов его лабораторного анализа (см. данные таблицы, размещенной на следующей странице). Дать заключение о возможности использования его в процессе охмеления сусла.

2. Норма задачи хмеля с содержанием α–кислот 3,5% составляет 22 г/дал горячего сусла. Определить норму задачи хмеля партии 1 и 2 (см. задание 1) в соот–

Показатели	№ партии
	1	2
Цвет	Золотисто–зеленый	Зеленовато–желтый
Запах	Хмелевой, чистый	Хмелевой, с легким затхлым оттенком
Внешний вид	Шишки целые, закрытые, примерно одинаковой величины
Влажность, %	12,0	13,8
Содержание примесей, %	1,2	8,0
Зольность, % на АСВ	5,5	9,0
Содержание SO2, %на АСВ	—	0,5
Содержание α–кислоты, % на АСВ	4,2	2,0

ветствии с содержанием α–кислот.

3. Для охмеления сусла использовали сорт хмеля «Шпальт» с содержанием α–кислот 4,6% в количестве 32 г/дал. Сколько хмеля сорта «Теттнанг» с содержанием α–кислот 3,5% потребуется для охмеления 500 гл этого же сусла?

4. Горечь сусла составляет 1,49 г/дал. Сколько потребуется внести прессованного хмеля сорта «Каскад» с содержанием α–кислот 6% и влажностью 11% для охмеления 350 дал сусла?

5. Как изменится расход прессованного хмеля в условиях задачи 4, если 30% его будет заменено гранулированным хмелем с содержанием α–кислот 3,5% и влажностью 6,5%?

6. Горечь сусла составляет 1,24 г/дал. Сколько СО₂–экстракта с содержанием α–кислот 12% необходимо внести на 1 дал сусла, если прессованный хмель заменяется экстрактом на 20%?

1.3. Вода

В пивоваренном и солодовенном производстве вода также является сырьем. Она используется для мойки, замачивания и увлажнения ячменя, на приготовление затора и выщелачивание пивной дробины, на мойку оборудования и тары и т.д. От качества воды зависит ход технологического процесса и показатели готового солода и пива.

Источники водоснабжения пивоваренных заводов могут быть подземные (артезианские, грунтовые) и поверхностные (речные, озерные). Вода, используемая в пивоваренном и солодовенном производстве, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде (СанПиН 2.1.4.1074–01).

Технологические требования к воде по содержанию различных ионов, оказывающих влияние на технологический процесс и качество готового продукта, могут быть более строгими, чем требования санитарные. Содержащиеся в воде ионы могут:

1) изменять рН среды (сдвигать кислотно–щелочное равновесие в кислую или щелочную сторону), это ионы Ca²⁺, Mg²⁺, ОН^–, НСО₃^–;

2) воздействовать на дрожжи (K⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, NO₂^–, Cl^– и др.);

3) действовать в качестве катализатора брожения (Ca²⁺, Mg²⁺);

4) вызывать изменение вкуса и цвета готового пива (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, НСО₃^–, SO₄^2–, и др.);

5) вызывать помутнения пива (Fe²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, SiO₃^2–).

1.3.1. Основные расчетные формулы и справочные материалы

Оценить качество воды и определить ее пригодность к использованию в пивоваренном производстве можно по следующим показателям.

Жесткость. Растворенные в воде соли кальция и магния характеризуют ее жесткость. Жесткость воды выражается в мг–экв/л или ммоль/л. 1 мг–экв жесткости соответствует содержанию 20,04 мг Са²⁺ и 12,16 мг Mg²⁺ в 1 л воды. 1 ммоль жесткости соответствует содержанию 40,08 мг Са²⁺ и 24,31 мг Mg²⁺ в 1 л воды. Классификация воды по жесткости приведена в таблице 4.

Таблица 4. Типы воды в соответствии с жесткостью

Тип воды	Жесткость, мг–экв/л	Жесткость, ммоль/л
Очень мягкая	До 1,5	До 0,75
Мягкая	1,5–3	0,75–1,5
Средней жесткости	3–4,5	1,5–2,25
Довольно жесткая	4,5–6	2,25–3
Жесткая	6–10	3–5
Очень жесткая	Свыше 10	Свыше 5

Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду с карбонатной жесткостью 0,8 мг–экв/л и некарбонатной 0,4–0,8 мг–экв/л. Для темного пива жесткость воды может быть выше: карбонатная 3–4,8 мг–экв/л, некарбонатная — незначительная.

Щелочность. Способность воды связывать кислоты характеризуется величиной щелочности, т. е. количеством в воде ионов ОН^–, СО₃^2–, НСО₃^– и некоторых других анионов слабых кислот. Щелочность выражают в мг–экв/л.

Для оценки качества воды по щелочности необходимо знать содержание в воде ионов Ca²⁺, НСО₃^–, СО₃^2–, ОН^–. При одновременном их присутствии в заторе его рН устанавливается в зависимости от их количественного соотношения. Это соотношение называется показатель пригодности воды по щелочности (П_щ).

Показатель пригодности находится из соотношения

, (9)

где G_Сa — содержание в воде ионов кальция, мг–экв/л; Щ₀ — общая щелочность, мг–экв/л.

Вода, имеющая П_щ< 1, повышает рН затора, а имеющая П_щ> 1 — понижает. При значениях П_щ близких к единице, вода считается пригодной для технологических целей.

Остаточная щелочность. Поскольку ионы Са²⁺ и Mg²⁺ способны компенсировать отрицательное воздействие углекислых солей, в воде для пивоварения важно учитывать не общее количество карбонатов, а то их количество, которое остается в свободном состоянии после частичной компенсации ионами кальция и магния. Это количество называется остаточной щелочностью и определяется по формуле