Обеспечение оптимального контакта между ферментами и компонентами солода

Особое значение для хорошего затирания имеет оптимальный контакт между компонентами солода и растворенными в воде ферментами для обеспечения их расщепляющей функции. Известно, что уже в начале затирания стараются получить интенсивное перемешивание солодового помола с водой для оптимального протекания ферментативных реакций.

Во время затирания большую роль играет работа мешалки: в настоящее время перемешивают не так интенсивно как это делали прежде, но при этом повышают число оборотов мешалки параллельно с наполнением емкости (изменение числа оборотов происходит ступенчато или плавно с помощью электродвигателя с частотным регулированием).

Для стягивания густого затора мешалку следует выключать на 5-10 мин, чтобы могли осесть нерастворенные части солода. После обратного перекачивания отварки мешалка еще работает 30 мин при средней скорости.

Слишком интенсивное перемешивание всегда вызывает примешивание воздуха и возникновение дополнительных касательных напряжений. Под этими напряжениями понимают следующее.

В заторе, в сусле и пиве содержится много веществ, которые состоят из высокомолекулярных соединений или из сложных структурных образований. Эти «малые тела» деформируются под действием касательных напряжений и могут поэтому изменить свою структуру или совсем ее лишиться.

Большие перепады давления возникают, например, тогда, когда лопасти насоса или мешалки смесителя вращаются намного быстрее, чем за ними может следовать жидкость (рис. 3.36).

Если частица (а) движется в перемешиваемом заторе равномерно, сохраняя свою форму, то деформирующие частицу (b) силы изменяются, особенно в турбулентных пограничных слоях (рис. 3.36а) на лопастях, в трубопроводах с крутыми поворотами, на шероховатостях внутренних поверхностей трубопровода, в узких зазорах объемных насосов и т. д.

Эти возникающие силы называются касательными напряжениями. Они возникают там, где из-за быстрого движения образуются большие различия в скоростях, например:

· в насосах всех видов (см. раздел 10.5.1);

· в центробежных сепараторах;

· в трубопроводах и емкостях, в которых возникает турбулентное движение.

В качестве примера негативных изменений в структуре и свойствах веществ из-за воздействия касательных напряжений можно рассмотреть (ß-глюкан Из-за действия касательных напряжений молекулы растягиваются, что ведет к гелеобразованию. Можно целенаправленно получить гель ß-глюкана непосредственно под воздействием больших касательных напряжений, в любом случае гелеобразование предполагает известное наличие минимальных количеств высокомолекулярного ß-глюкана.

Однако высокое содержание геля ß-глюкана связано с ухудшением фильтруемости пива, поэтому желательно не допускать его образования (см раздел 3.21.4). С другой стороны, образование геля зависит также от образования спирта. Поэтому гель ß-глюкана образуется лишь позднее.

Этому можно содействовать путем целенаправленной работы мешалки. С другой стороны, слишком ограниченное по времени применение мешалки с одновременным повышением разницы температур может вести к расслоению затора, отчего страдает переход в раствор компонентов солода. Это означает, что мешалка должна использоваться очень целенаправленно.

Для того чтобы воздействие касательных напряжений сделать возможно меньшим, необходимо применять большие лопасти мешалки (рис. 3.37) при возможно меньшем числе оборотов и окружных скоростях менее 1 м/с/

Затор не всегда имеет одинаковую вязкость и поэтому он оказывает мешалке различное сопротивление. При низких температурах (30-35°С) вязкость затора сначала высокая, при 50-52°С она существенно ниже и снова сильно возрастает при температуре свыше 60°С из-за начавшейся клейстеризации. У рисового затора вязкость возрастает позднее из-за более высокой температуры клейстеризации и достигает максимума при 80°С и выше.

Касательные напряжения, возникающие при перемешивании, можно определить по изменению «негидролизуемых тонких частиц» (НТЧ, NHF). При этом оказывается, что образование НТЧ и с ними касательных напряжений явно усиливается приблизительно после 57°С и становится тем больше, чем быстрее происходит вращение мешалки (рис. 3.37а).

Поэтому рекомендуется путем бережного перемешивания, особенно при повышенных температурах затирания, избегать возникновения касательных напряжений.

Особо следует обратить внимание на то, что при температурах выше 57-58°С термочувствительная ß-глюкан-солюбилаза в возрастающей степени выделяет высокомолекулярный ß-глюкан, который не может быть далее расщеплен. Под действием касательных напряжений эти молекулы могут вытягиваться и переходить в гелеобразную форму. Поэтому при превышении этих температур (57-58°С) для исключения касательных напряжений следует вращать мешалку медленнее, для чего мешалка должна иметь привод с частотным регулированием.