Технология производства пива

Горячее сусло из сборника 10 подается в центробежный тарельчатый сепаратор 11, в котором оно очищается от взвешенных частиц коагулированных белков. Из сепаратора 11 сусло нагнетается в пластинчатый теплообменник 12, где охлаждается до 5...6°С. Охлажденное сусло сливают в бродильный чан 13 вместе с дрожжами из чана 14. Брожение длится 6...8сут. По окончании главного брожения молодое пиво отделяют от дрожжей и перекачивают в танк 15 для дображивания в течение 11...90сут. По окончании дображивания пиво под давлением диоксида углерода нагнетается в сепаратор-осветлитель 16 и фильтр 17, где оно освобождается от взвешенных в нем дрожжей, других микроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Осветленное пиво охлаждается рассолом в теплообменнике 18, насыщается (при необходимости) диоксидом углерода в карбонизаторе 19 и сливается в танк 20. Отфильтрованное пиво из танка 20 под давлением подается в отделение упаковывания в потребительскую и торговую тару[14].

Рис.1. Машинно-аппаратурная схема линии производства пива.

1-вальцевая дробилка; 2-весы; 3-бункер; 4-магнитоуловитель; 5,6-заторный аппарат; 7-фильтрационный аппарат; 8-варочный аппарат; 9-хмелеотделитель; 10-сборник; 11-сепаратор; 12-пластинчатый теплообменник; 13-бродильный чан; 14-чан с дрожжами; 15-танк; 16-сепаратор-осветлитель; 17-фильтр; 18-теплообменник; 19-карбонизатор; 20-танк.

 

6 Технохимический контроль производства

 

Оценка качества ячменя

Качество ячменя оценивают в каждой партии по показателям, предусмотренным требованиями действующего ГОСТа. Партией называют любое количество однородного зерна, предназначенного к одновременной приемке ли хранящегося в одном плотном слое или в одной секции склада. Если зерно имеет одинаковые органолептические показатели, то она называется однородной партией. Если партия по внешним признакам неоднородна, то каждую однородную часть партии считают отдельной партией.

Отбор проб зерна производят при помощи специальных приборов-щупов или механических пробоотборников. Количество зерна, взятое за один прием из одного места, называют выемкой или разовой пробой. Масса выемки должна быть не менее 1кг[3].

Составление среднего образца. Однородные по внешнему виду выемки соединяют вместе и получают исходный образец, из которого отбирают средний образец. Для этого зерно исходного образца высыпают на гладкую поверхность, перемешивают и разравнивают ровным слоем в форме квадрата. После этого берут две деревянные планки со скошенным ребром и с двух сторон одновременно сдвигают зерно к середине квадрата, где после нескольких таких перемешиваний образуется валик. Затем планками захватывают зерно с концов валика и также одновременно ссыпают его в середину. Таким образом, оно перемешивается трижды и снова укладывается ровным слоем в виде квадрата. При помощи планки квадрат делят по диагонали на 4 треугольника. Зерно двух противоположно лежащих треугольников удаляют, а зерно оставшихся треугольников перемешивают и повторяют операцию деления на треугольники до тех пор, пока в образце не останется 2кг, который и будет средним образцом[3].

Оценку качества ячменя осуществляют на основании базовых показателей, которые делятся на внешние (состояние зерна, цвет, запах, температура) и аналитические (влажность, способность прорастания, крупность, содержание мелких зерен и примесей.

Оценка по внешним показателям. Внешний вид зерна, запах, цвети температура дают возможность судить о его доброкачественности Зерна пивоваренного ячменя должны быть крупными, ровными по размеру, светло-желтого или желтого цвета, блестящими. Допускается серовато-желтый цвет.

Зерно не должно иметь постороннего запаха, который определяют следующим образом. В стакан насыпают зерно, заливают его горячей водой температурой 60-70С, накрывают крышкой на 2-3 мин, затем воду сливают и определяют запах[3].

Крупность ячменя и содержание примесей. Из среднего образца берут навеску 50г и помещают на верхнее сито рассеивающего прибора, который состоит из верхнего и среднего сит, с продолговатыми отверстиями размером соответственно 2,5х20 и 2,2х20 мм и нижнего с круглыми отверстиями диаметром 1,5 мм. При включении электропривода набор сит совершает 110-120 возвратно-поступательных колебаний в минуту. На качающихся ситах навеска зерна в течение 3 мин разделяется на фракции (остаток на ситах и проход на поддоне под нижним ситом)[3].

Из фракций выделяют примеси и каждую фракцию взвешивают отдельно. Примеси высыпают на стеклянную доску с белым или голубым фоном и вручную с помощью пинцета и кисточки разделяют их на сорные и зерновые.

Отношение массы зерна на ситах 2,5х20 и 2,2х20 мм к общей массе навески, выраженное в процентах, характеризует крупность зерна.

Процентное отношение массы зерна, оставшегося на нижнем сите (с диаметром 1,5 мм), к массе навески выражает количество мелких зерен.

Отдельно вычисляют сорные и зерновые примеси в процентах от массы навески.

Влажность. Влажностью называют массу воды, удаляемой из зерна при высушивании, выраженную в процентах от его массы. Одним из наиболее точных методов определения влажности является метод высушивания продукта до постоянной массы[3].

Высушивание проводят в сушильном шкафу, который представляет собой круглый металлический аппарат, снабженный диском с гнездами для 10 бюкс, куда помещают высушиваемый продукт. Одновременно влажность можно определять в 10 образцах.

Для определения влажности ячменя из среднего образца отбирают 30г и измельчают так, чтобы при просеивании через сито с размером ячеек на свету 0,8 мм проходило не менее 50% дробленого зерна. Это зерно помещают в стеклянную банку с притертой пробкой и хорошо перемешивают. Затем из разных мест банки набирают зерновую массу на две параллельных навески по 5 ± 0,01г, высыпают их в высушенные и взвешенные бюксы (стеклянные сосуды с притертой крышкой). Наполненные бюксы с открытыми крышками помещают в разогретый сушильный шкаф, где они проходят сушку при температуре 105˚С в течение 3 ч.

Бюксы с высушенным материалом вынимают из шкафа, закрывают крышками и для охлаждения помещают в эксикатор (стеклянный сосуд с вместимостью 3л с притертой крышкой). Для поглощения влаги в эксикатор ставят прокаленный хлорид кальция или серную кислоту. Через 20 мин бюксы с образцами вынимают из эксикатора и взвешивают с точностью до 0,01г. По разности массы до и после высушивания вычисляют влажность в процентах по формуле:

W=[(а-b)100]/(a-b),

где (а-b)-масса бюксы соответственно до высушивания и после высушивания; b-масса чистой бюксы.

Оценка качества солода.

От качества перерабатываемого ячменного солода во многом зависит и качество готового пива. Качество солода определяют по органолептическим и химическим показателям. Органолептически качество солода оценивают так же, как и ячменя, по внешнему виду зерен, по цвету, запаху и вкусу. Выравненность солода анализируют на сортировочных ситах по методике, применяемой для определения крупности ячменя и содержания примесей[3].

Степень разрыхления зерна определяют по сопротивлению, ощущаемому при раскусывании зерен зубами

Стекловидность. Для определения числа стекловидных зерен с нерастворившимся эндоспермом отбирают 100 зерен, разрезают их бритвой или прибором (фаринатом). К стекловидным зернам относят полностью стекловидные и с легким помутнением, а также зерна, у которых белая мучнистая поверхность занимает не более ¼ площади среза.

Экстрактивность. сущность метода состоит в растворении экстрактивных веществ солода под действием собственных ферментов с последующим определением концентрации этих веществ в растворе пикнометрически[3].

В предварительно взвешенный стакан помещают 50±0,01 г измельченного солода, 200мл дистиллированной воды температурой 47˚С, стакан ставят на водяную баню, нагретую до 45˚С, и выдерживают 30 мин, периодически перемешивая содержимое. Затем температуру затора повышают до 70˚С со скоростью нагрева 1˚С в минуту.

Когда в заторе температура достигнет 70˚С, добавляют 100мл воды температурой 70˚С и при этой температуре затор осахаривают при перемешивании в течение 1 ч. После этого его охлаждают до комнатной температуры, небольшими порциями воды доводят содержимое стакана до 450 г, хорошо перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр. Первые порции фильтрата возвращают на фильтр, добиваясь его прозрачности. В фильтрате, называемом лабораторным суслом, с помощью пикнометра определяют относительную плотность и по таблице находят соответствующее этой плотности содержание экстрактивных веществ.

Зная влажность и содержание экстрактивных веществ Е в солоде, вычисляют его экстрактивность на воздушно-сухое вещество Е1 по формуле:

Е1 = [е (800+W)]/(100-е),

где: е-содержание экстрактивных веществ в лабораторном сусле, %.

Продолжительность осахаривания. Продолжительность превращения крахмала в редуцирующие сахара и декстрины под действием ферментов солода характеризуется временем в минутах, необходимым для полного осахаривания затора при 70°С. Этот показатель находят во время определения экстрактивности солода. Когда в ходе анализа температура затора достигнет 70°С, начинают отбирать через каждые 5 мин стеклянной палочкой каплю затора и на фарфоровой пластинке смешивают её с каплей йода ( смесь 20мл 0,1н раствора йода с 80 мл воды). В первых пробах раствор йода окрашивается в синий цвет, что свидетельствует о наличии крахмала. Окончанием осахаривания считают момент, когда цвет йода остается неизменным[3].

Цветность. Цветность лабораторного сусла определяют колориметрическим титрованием. Для этого берут два одинаковых стакана вместимостью 150 мл, ставят их на лист белой бумаги, в один наливают 100мл лабораторного сусла, в другой 100мл дистиллированной воды. В воду из бюретки добавляют 0,1 н. раствора йода (титруют) до тех пор, пока цвет жидкости в обоих стаканах не станет одинаковым. Если сусло очень тёмное, то его разбавляют известным количеством воды и при расчетах учитывают степень разбавления. По количеству миллилитров израсходованного йода судят о цветности сусла[3].

Кислотность. Активную кислотность в заторе определяют с помощью рН-метра, а титруемую кислотность - титрованием лабораторного сусла 0,1н. раствором гидроксида натрия.

При определении титруемой кислотности 50мл лабораторного сусла титруют в конической колбе 0,1н. раствором гидроксида натрия до тех пор, пока 4 капли сусла, перенесенные из колбы на фарфоровую пластинку, при смешивании с 2 каплями красного фенолфталеина не перестанут его обесцвечивать[3].

Для анализов используют свежеприготовленный раствор красного фенолфталеина, который готовят следующим образом. К 29 мл дистиллированной воды, освобожденной от диоксида углерода кипячением, приливают 10 капель спиртового раствора фенолфталеина (1г фенолфталеина в 100 г 96%-ного этилового спирта) и 4 капли 0,1 н. раствора гидроксида натрия. Полученный раствор готовят ежедневно и хранят в закрытой посуде.

Кислотность выражают в миллилитрах 1н. раствора гидроксида натрия на 100 мл сусла, для этого число миллилитров щелочи, израсходованной на титрование, умножают на 0,2. Например, на титрование 50мл лабораторного сусла израсходовано 4,8 мл 0,1 н. раствора гидроксида натрия, кислотность сусла ( в1 мл. н. раствора щелочи) будет 4,8х0,2= 0,96.

Оценка качества пивного сусла.

Качество помола солода. Степень измельчения сухого солода на дробильной машине характеризуется количественным соотношением отдельных фракций в помоле: шелухи, крупной крупки, мелкой крупки и муки. Это соотношение зависит от влажности солода, состояния его эндосперма, пленчатости и др. Поэтому при изменении качественной характеристики солода регулируют дробильные машины, контролируя их работу по составу помола. Для этого из-под вальцов дробилки отбирают 100г дробленого продукта и помещают его на верхнее сито планзихтера. Планзихтер состоит из набора сит с отверстиями 1,27; 1,01; 0,547; 0, 253; 0,152мм, установленных одно над другим, крышки и поддона. При встряхивании сит в течение 5 мин с частотой 300 колебаний в минуту образец разделяется на фракции. Остаток на верхнем (первом) сите представляет собой шелуху, на втором - крупную крупку, на третьем - мелкую крупку. Сумма остатка на четвертом и пятом ситах, а также на поддоне составляет муку[3].

Для оценки качества дробления увлажненного солода отбирают его образец в цилиндрический сетчатый пробоотборник, который подставляют в центр струи смеси воды и измельченного солода, поступающий в заторный аппарат. Образец равномерно распределяют на металлическом листе размером 500х400 мм и визуально определяют качество дробления. Целые зерна отделяют и определяют их количество в процентах.

Концентрация экстрактивных веществ.

Для определения концентрации экстрактивных веществ применяют ареометры сахарометры со шкалой 0-8, 8-16, 16-24% сухих веществ. Эти приборы представляют собой плавающий стеклянный цилиндрический сосуд, запаянный с обоих концов[3].

Нижняя часть прибора заполнена свинцовой дробью, чтобы ареометр плавал строго вертикально. Верхняя часть ареометра сахарометра представляет собой шкалу с делениями, градуированными по растворам чистой сахарозы при температуре 20°С. Цена деления 0,1 % мас.

В чистых растворах сахарозы сахарометры показывают процент растворенного сахара по массе (г в 100г).

В нечистых растворах (например, в пивном сусле) они показывают видимое содержание сухих веществ в % мас.

Ареометры имеющие в нижней части колбы термометр, называются денсиметрами. Эти приборы предназначены для измерения плотности жидкостей при температуре 20°С в пределах 0,7-2,0 г см3.

При анализе пробу сусла отбирают из сусловарочного аппарата перед перекачкой его на охлаждение, освобождают от дробины фильтрованием через сетку, охлаждают до 20°С, и наливают в стеклянный цилиндр, диаметр которого больше диаметра сахарометра в 2-3 раза. Цилиндр ставят на поддон и плавно погружают сахарометр в сусло. Сахарометр должен быть предварительно очищен и высушен. При погружении сахарометра избыток сусла вытекает из цилиндра в поддон. Отсчет концентрации экстрактивных веществ по шкале сахарометра производят через 2-3 мин (необходимо для выравнивания температуры сусла и сахарометра) По верхнему мениску при положении глаза на уровне сусла в цилиндре.