Фильтрование затора в а зато рвом фильтр-прессе

На некоторых предприятиях вместо фильтрационного аппарата используют заторные фильтр-прессы (см. рис. 48 и 49). Фильтрующей перегородкой на них служит фильтровальная хлопчатобумажная или синтетическая ткань.

Фильтр-пресс состоит из станины, прямоугольных рам и плит, устанавливаемых на балки станины вертикально. На каждую плиту надевают салфетку V из фильтровальной ткани. Плиты и рамы сжи­мают гидравлическим зажимом.

п

_________________ /\

3 Лепешка дробины ДЩ Сусло Промывная вода

•*-Вход заторной массы — - Фильтрование---------- •-Промывание

СУ0*3 дробины

Рис. 48. Принцип действия заторного фильтр-пресса

Рис. 49. Рама и плита заторного фильтр-пресса

При фильтровании сусла осахаренную заторную массу подают по каналу I. Отсюда через прорези П она поступает во внутренние полости рам III. Сусло проходит сквозь полотняные салфетки и по рифленой поверхности плит IV стекает к кранам 1, 2, 3 и т. д. Дробина остается в полости рамы между салфетками двух соседних плит. Толщина слоя дробины 6—7 см. Остатки сусла из дробины сначала вытесняются сжа­тым воздухом или паром, а затем вымываются горячей водой.

При продувании и промывании дробины сжатый воздух (пар) и промывная вода нагнетается в фильтр-пресс по боковым каналам VI (см. рис. 49) в плитах 2, 4 и т. д. Краны в плитах при продувании и промывании закрывают. Сжатый воздух (пар) и промывная вода, не имея иного выхода, распределяется по рифленой поверхности чет­ных плит, проходит сквозь полотно внутрь полости и вытесняет сус­ло из дробины через ткань на соседних нечетных плитах в открытые краны I, 3, 5 и т. д. (см. рис. 48).

Избыточное давление при фильтровании сусла не должно пре­вышать 0,06 МПа, при продувании дробины сжатым воздухом (па­ром) — 0,05 МПа, при промывании дробины горячей водой темпе­ратурой 75-80'С -0,05-0,15 МПа.

Рама на верхней стороне имеет прилив с каналом I, которой узкой прорезью II сообщается с внутренней полостью ПЪ Боковые каналы VI не имеют сообщения с внутренней полостью рамы.

Плиты фильтр-пресса имеют такие же очертания, как и рамы, у них только нет канала I. Поверхность плит имеет желобки для стока сусла и промывной воды. Каждая плита снабжена краном для вывода сусла и промывной воды. Четные плиты имеют соединительные прорези в бо­ковых каналах VI, а нечетные их не имеют. Цикл работы фильтр-пресса равен примерно 240 мин.

Воздух

Сусло

Фильтр-прессы имеют преиму­щества перед фильтрационным ап­паратом: в сочетании с хорошей дробилкой получают более высо­кий выход экстракта (до 1 %); ос­новное сусло фильтруется пример­но на 1 ч; меньше расходуется воды на промывание дробины.

В последнее время появились заторные фильтры нового по­коления (майшфильтры).

Устройство фильтра 2001. Та­
кой фильтр (рис. 50) состоит из
мембранно-камерных модулей 5
и решетчатых фильтрующих
плит 6, изготовленных из про- Рис. 50. Схема заторного

пилена и расположенных пооче- фильтра 2001 (мембранно-камерный
редно друг за другом. модуль и решетчатая плита)

Мембраннокамерные модули 5 состоят из одной рифленой плиты 2 толщиной 10 мм, покрытой с обеих сторон эластичной пластмассо­вой мембраной 3, которая зажата в рамах 1 толщиной по 40 мм. Плита 2 через штуцер 4 соединяется гибким шлангом с трубопрово­дом сжатого воздуха. В заданное время через него в пространство между плитой 2 и пластмассовыми мембранами 3 поступает сжатый воздух. Поскольку мембраны эластичные, то они растягиваются и сжимают слой дробины, находящийся по обе стороны мембраны. По другую сторону слой дробины ограничен фильтрующей плитой 6, состоящей из решетчатой пропиленовой основы 7 (толщина 40 мм), покрытой с обеих сторон фильтровальной салфеткой 8, через кото­рую фильтруются первое сусло и промывная вода.

После закрытия фильтра (модули и плиты фильтра сжимаются от механического привода, и фильтр приводится в рабочее состояние) между мембранно-камерным модулем 5 и фильтрующей плитой 6 образуется герметическая камера шириной 40 мм, куда поступает затор. В нижней части фильтра через все модули и плиты проходят два канала: для подачи затора (промывающей воды) и отвода сусла (промывной воды), при заполнении камер фильтра затором через верхний канал вытесняется воздух.

В собранном виде (рис. 51) фильтр состоит из неподвижной 1 и подвижной 5 торцовых плит, между которыми на балках 6 распо­ложено в подвижном состоянии до 60 фильтровальных плит 4 и мембранно-камерные модули 3. В неподвижной торцовой плите имеются каналы для подвода затора и отвода сусла (промывные воды). Сжатый воздух поступает в модули 3 по гибким шлангам 2, благодаря которым обеспечивается их подвижность при выгрузке дробины в бункер 7.

Фильтрование. Затор подают в камеры (рис. 52) под избыточным давлением 0,015—0,02 МПа. Первое сусло проходит через фильтрую­щие салфетки из пропиленовой ткани внутрь решетчатых плит и выво-

Рис. 51. Заторный фильтр в собранном виде

19S

дится в сборник. В течение первых 10 мин давление не­сколько повышается, а за­тем стабилизируется. После пропуска через фильтр все­го затора камеры заполня­ются дробиной. Отделение первого сусла продолжается около 20 мин. После отделения перво­го сусла дробину отжимают эластичными мембранами мембранно-камерных плит (рис. 53). Для этого внутрь модулей под давлением 0,05—0,6 МПа подается сжа­тый воздух, мембраны рас­тягиваются, сжимают слой дробины и таким образом выдавливают остатки пер­вого сусла. Процесс длится около 5 мин. Промывание дробины. После отжатая первого сус­ла подачу сжатого воздуха отключают и мембраны возвращаются в исходное положение. По тем же ка­налам, что и затор, в ка­налы снизу подают про­мывную воду температурой 78°С (см. рис. 52). Для уда­ления кислорода воздуха ее предварительно деаэрируют.

Сусло Рис.52. Схемафильтрования затора и промывания дробины

Сусло Рис. 53. Схема отжатия дробины

Вода экстрагирует из дробины остатки первого сусла, и промой вы­водится через фильтрующие салфетки и решетчатые плиты.

Дробину отжимают еще раз при избыточном давлении примерно 0,07 МПа до влажности 32%. При такой влажности дробину удобно транспортировать. Влажность можно снижать и дальше, повышая дав­ление на мембраны до 0,12 МПа, но тогда дробина становится слиш­ком сухой, и возникают затруднения при ее транспортировании по трубопроводам и при выгрузке из бункера. Процесс отжатия дроби­ны длится около 10 мин.

Выгрузка дробины. Для выгрузки дробины открывают фильтр (от­ключают механизм сжатия и раздвигают модули и плиты) и выгру­жают дробину в бункер 7 (см. рис. 51), из которого ее пневматичес-

ким транспортом выводят в силос для хранения. Процесс выгрузки длится около 10 мин. Открывание и закрывание фильтра осуществ­ляется автоматически.

Весь цикл фильтрования и промывания дробины продолжается 100-110 мин, что дает возможность фильтровать примерно 12 заторов.

В конце недели, когда заканчиваются варки, фильтровальные сал­фетки промывают водой, не вынимая их из фильтра. Для растворе­ния оставшихся частичек дробины в течение нескольких часов через фильтр прокачивают слабощелочной раствор.

При эксплуатации фильтра 2001 от оболочек зерна в заторе, используемых в качестве фильтрующего материала, можно отка­заться. Солод размалывают в обычной валковой дробилке для сухо­го грубого помола так, чтобы доля муки составляла примерно 50%. Затем оболочки отделяют от муки и измельчают их на молотковой дробилке. При этом получают сусло с повышенным выходом экст­ракта, что обусловлено переработкой тонкого помола и глубоким отжатием дробины.

Кипячениесусла с хмелем

Цель кипячения сусла с хмелем. Отфильтрованное пивное сусло и промывную воду из фильтрационного аппарата направляют в сусло-варочный аппарат для кипячения с хмелем. При этом происходит экстрагирование и превращение горьких и ароматических веществ из

хмеля (охмеление сусла), осажде-.⁷ ние (коагуляция) высокомолеку­лярных белков, инактивация фер­ментов, стерилизация сусла, об­разование редуцирующих веществ, испарение части воды.

Сусловарочный аппарат конст­руктивно мало отличается от за­торного. Но в нем приходится вы­паривать 8—12% воды (от общего объема сусла, находящегося в ап­парате), поэтому поверхность теп­лопередачи в нем более развита. Конструкция сусловарочного ап­парата обеспечивает интенсивную циркуляцию кипящего сусла и малые тепловые потери.

Сусловарочный аппарат (рис. 54) представляет собой стальной цилиндрический сосуд с паровой рубашкой, крышкой и вытяжной Рис. 54. Сусловарочный аппарат трубой. На крышке и вытяжной

трубе имеются раздвижные дверцы 7, кольцевая труба 2 для опо­ласкивания водой, кольцевые желоба 5, 3 и труба 4 для сбора и отвода конденсата, стекающего по вытяжной трубе и крышке аппа­рата, а также дроссельный клапан 6. В нижней части аппарата уста­новлена лопастная мешалка 12, приводимая в движение от элект­родвигателя 9 через червячный редуктор 10, а также вентиль 8 для спуска сусла из аппарата и кольцевая труба 11 для отвода конденса­та из паровой рубашки. Пар в паровую рубашку подводится через кольцевой паропровод 1 с четырьмя вводами. Снаружи аппарат зак­рыт теплоизоляционным слоем 13. Интенсивная циркуляция сусла обеспечивается работой лопастной мешалки и неравномерным на­греванием его у стенок и в середине аппарата.

В аппаратах, имеющих паровую рубашку большой кривизны, столб жидкости около стенки имеет небольшую высоту и большую пло­щадь поверхности нагревания по сравнению со столбом жидкости, находящимся в середине аппарата. Благодаря этому парообразование у стенок котла происходит значительно интенсивнее, жидкость со­держит больше пузырьков пара и, как более легкая, вытесняется вверх более тяжелой жидкостью, находящейся в центре аппарата, обеспечивая циркуляцию сусла.

В сусловарочном аппарате вторич­ный пар обычно не используется и удаляется через вытяжную трубу в ат­мосферу. Для утилизации теплоты вто­ричного пара на некоторых пивоварен­ных заводах в вытяжной трубе аппа­рата устанавливают конденсатор смешения (рис. 55), который работает следующим образом. В расширенной части вытяжной трубы сусловарочно-го аппарата через форсунку распыля­ют холодную воду, вода смешивается с удаляемым вторичным паром, на-гревается и стекает в нижний кольце­вой сборник. Горячую воду использу­ют для технологических нужд.

Процессы, происходящие при кипя­
чении сусла с хмелем. Экстрагирование
и превращение горьких веществ хмеля. В
создании горького вкуса пива участву­
ют горькие и ароматические вещества
хмеля, полифенольные вещества со­
лода, несоложеных материалов и хме­
ля, некоторые аминокислоты, пепти- Рис. 55. Конденсатор смешения
ды, экстрагируемые при затирании и на вытяжной трубе

кипячении сусла с хмелем. До 95% сусловарочного аппарата

общей горечи сусла образуется а-кислотами хмеля, которые при ки­пячении превращаются в изо-сс-кислоты (изомеризуются, т. е. пре­вращаются в изомеры а-кислот), обладающие бо'льшей растворимос­тью, чем а-кислоты. Наряду с этим часть а-кислот окисляется. Слиш­ком длительное кипячение сусла с хмелем приводит к разложению а-кислот и появлению веществ, портящих вкус пива.

На степень экстрагирования и изомеризации а-кислот хмеля вли­яют различные факторы: рН, продолжительность кипячения, состав а-кислот, количество вносимого в сусло хмеля, плотность сусла. На­пример, растворимость и изомеризация а-кислот увеличиваются при повышении рН сусла, достигая максимума при рН 8. Максимальное количество изо-а-кислот в сусле образуется через 90 мин кипяче­ния, поэтому при двухчасовом режиме кипячения хмель в сусло вносят через 30 мин от начала кипячения. Изомеризация гумулона хмеля и его гомологов протекает с различным выходом изосоедине-ний, который зависит от состава а-кислот.

р-Кислоты хмеля имеют меньшую растворимость в воде по сравне­нию с а-кислотами. В процессе кипячения сусла они не изомеризуются, а лишь частично окисляются, образуя продукты окисления, обладаю­щие значительной растворимостью и резкой, но приятной горечью.

Экстрагируемые полифенольные вещества хмеля влияют на вкус и качество пива не самостоятельно, а в комплексе с горькими веще­ствами хмеля, белками и аминокислотами.

Поскольку растворимость горьких веществ ограниченна, то их содержание в сусле и пиве непропорционально массе добавляемого хмеля. Значительная часть горьких веществ хмеля не попадает в пиво, а теряется с отходами производства. Только 20—25% горьких веществ хмеля переходит в пиво и влияет на его вкус и аромат. При кипяче­нии сусла с хмелем происходит частичное превращение мягких смол в малоценные твердые смолы.

Эфирные¹ хмелевые масла хмеля, в значительной мере обусловли­вающие вкус и аромат пива, представляют собой смесь из более чем 300 компонентов с разной температурой кипения. При кипячении сусла с хмелем значительная часть их испаряется, при этом в боль­шей степени удаляются низкокипящие соединения, которые ухуд­шают аромат пива.

В вытяжной трубе сусловарочного аппарата часть испаряющихся вместе с водой хмелевых эфирных масел конденсируется и окисля­ется. Если они вместе с конденсатом стекают в сусло, то вкус пива ухудшается, поэтому улавливаемый в вытяжной трубе конденсат выводят из сусловарочного аппарата.

Старь1й или плохо хранившийся хмель содержит продукты окис­ления эфирных масел, поэтому его дольше кипятят с суслом для более полного удаления легкокипящих фракций.

Коагуляция белков/При кипячении сусла происходит тепловая ко­агуляция белков, которая протекает в две стадии. В первой стадии

происходит частичная дегидратация (потеря связанной воды) моле­кул белка, называемая денатурацией. Затем наступает вторая стадия процесса - собственно коагуляция, когда дегидратированные моле­кулы соединяются между собой и образуют хлопья.

На коагуляцию белков влияют рН и концентрация сусла, интен­сивность и продолжительность кипячения, присутствие полифенолъ-ных веществ и электролитов. Денатурация белков протекает при лю­бом значении рН, а коагуляция более полно — в изоэлектрическом состоянии (когда заряд молекул белка нейтральный). Разные фрак­ции белков сусла имеют свою изоэлектрическую точку в широком интервале рН. В практике пивоварения максимальная коагуляция бел­ков наблюдается при рН 5,2.

В присутствии полифенольных веществ, некоторых электролитов и при интенсивном кипячении, а также при снижении концентра­ции экстракта в сусле скорость коагуляции белков увеличивается.

Недостаточная коагуляция белков часто приводит к образованию в сусле холодной мути, которая замедляет процесс брожения из-за адсорбции взвешенных частиц на дрожжах. Присутствие частиц хо­лодной мути приводит к плохому осветлению пива при дображива-нии, затрудняет фильтрование готового пива, а при хранении в пиве образуется коллоидное помутнение.

Стерилизация сусла и другие процессы. При кипячении сусла все его ферменты инактивируются, а микроорганизмы погибают, т. е. происходит стерилизация сусла. Кроме того, увеличивается восстано­вительная способность сусла за счет образования редуцирующих ве­ществ и внесения их с хмелем. Снижается вязкость сусла и, вслед­ствие реакций меланоидинообразования, карамелизации Сахаров, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля, повышается его цветность.

Кипячение и охмеление сусла. Количество и способы внесения хмеля в сусло. Дозировку шишкового хмеля в сусле определяют по нор­мам, приведенным в табл. 22. В зимний период норма расхода хмеля может быть уменьшена на 10%, а в летний — увеличена на 10% для получения более стойкого пива.

При приготовлении сусла на воде с высоким содержанием карбо­натов горечь пива будет выше. В этом случае, чтобы не получить пиво с резкой горечью, снижают количество вносимого хмеля и сокраща­ют продолжительность кипячения сусла.

Для приготовления пива стабильного качества разработаны нор­мы расхода хмеля с учетом содержания в нем горечи, характеризуе­мой наличием а-кислот и р-фракций и выражаемой в граммах на 1 г сухих веществ хмеля. Содержание горечи в хмеле (Г_х) определяют по формуле

Г_ж= (о+1)/100,

где(а+1) — содержание горечи в хмеле, % к массе сухих веществ (а — содержание а-кислот, 1 — содержание горечи р-фракции).

Нормы величины горечи (сс-кислоты и р-фракция) хмеля, вво­димого в сусло для получения необходимого охмеления, для каждо­го сорта индивидуальны, так как охмеление является одной из ха­рактеристик сорта (на примере некоторых сортов пива):

Таблица 22

 

Пиво	Норма величины горечи (Гс сухих веществ на 1 дал	хмеля сусла)
Жигулевское	0,68-0,85
Рижское	0,99-1,24
Московское	1,20-1,50
Мартовское	0,73-0,91
Портер	1,49-1,86
Бархатное	0,50-0,62
Российское	0,56-0,70
Юбилейное	1,59-1,99

Нормы внесения воздушно-сухого прессованного хмеля на I дал горячего сусла (Н., г/дал) вычисляют по уравнению

Н, = Г_е-ЮУ[(а+0(100-W)l,

где а — массовая доля а-кислот в сухом веществе хмеля, %; W -массовая доля влаги в хмеле, %.

Количество воздушно-сухого прессованного хмеля на 1 дал гото­вого пива (г/дал), с учетом предельно-допустимых потерь по жид­кой фазе (П, %), будет

Н₂=Н,-100/000-П_ж).

В зависимости от сорта пива, качества хмеля и перерабатываемого солода хмель вносят в сусло в два или три приема.

Если для пива определенного сорта количество хмеля не указа­но специально, то хмель в сусло вносят порциями. Для сортов с массовой долей сухих веществ (СВ) в начальном сусле до 11% включительно — 90% через 10—15 мин после начала кипячения и 10% за 30 мин до окончания кипения сусла. Для сортов с массовой долей сухих веществ 12% и выше — 80% через 10—15 мин после начала кипячения сусла, 15% за 30 мин и 5% за 5—10 мин до окончания кипячения сусла.

Для пива с массовой долей СВ до 11% используют хмель с базис­ными и ограничительными нормами качества по цвету, содержанию а-кислот и влаги, а для пива с массовой долей СВ в сусле 12% и выше применяют хмель с базисной нормой по цвету при базовой или ограничительной норме по содержанию ct-кислот и влаги.

Для повышения эффективности использования горьких веществ и экономии хмеля, кроме сухого шишкового хмеля применяют шишко-вый хмель мокрого помола, молотый брикетированный хмель, водно изомеризованный экстракт из молотого хмеля и хмелевые экстракты.

Кипячение сусла с Шишковым хмелем. От начала поступления первого сусла и почти до окончания подачи промывной воды (вто­рое сусло) температуру общего сусла в сусловарочном аппарате поддерживают не ниже 63°С (во избежание развития инфекции) и не выше 75°С (для сохранения части а-амилазы в активном состо­янии, необходимой здесь для осахаривания остатков крахмала дро­бины). Затем проверяют полноту осахаривания сусла по йодной пробе. При неполном осахаривании добавляют вытяжку от следу­ющего затора или ферментный препарат амилолитического дей­ствия, сусло выдерживают некоторое время и еще раз проверяют полноту осахаривания.

Сусло начинают кипятить, как только закончится поступление промывной воды из фильтрационного аппарата. Продолжительность кипячения составляет 1,5—2,5 ч (в среднем 2 ч). Хмель с ограничи­тельными показателями по качеству и долго хранившийся вносят в сусло одной порцией и кипятят не более 1 ч. При кратковременном кипячении сусла происходит снижение полноты использования хме­ля и уменьшение стойкости пива к холодному помутнению, а при более длительном кипячении коагулированные белки могут частич­но разрушаться и переходить в раствор (пептизация белков).

Интенсивность кипячения сусла определяют по количеству испа­рившейся воды в течение 1 ч, которое должно соответствовать 5—6% в час к массе сусла. Сусло кипятят менее интенсивно в начале варки, чтобы не вызвать сильного вспенивания, и в конце варки — для хорошего хлопьеобразования. При наличии герметически закрытых сусловарочных аппаратов кипячение сусла можно проводить при по­вышенном давлении и температуре 105°С, что способствует улучше­нию коагуляции белков, повышению экстракции горьких веществ из хмеля и дает возможность использовать вторичный пар для других технологических нужд.

Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухих ве^ ществ в нем, наличию крупных хлопьев с коагулировавших белков и по прозрачности сусла. При определении конечного содержания сухих веществ учитывают последующее повышение их концентра­ции при охлаждении сусла.

Когда сусло готово, прекращают подачу пара в паровую рубаш­ку, дают успокоиться поверхности кипящего сусла, замеряют объем сусла в аппарате, отбирают пробу сусла в цилиндр, быстро охлажда­ют и определяют в нем концентрацию сухих веществ. Если не дос­тигнута требуемая для данного сорта величина, продолжают кипяче­ние. Сусло с требуемой концентрацией сухих веществ пропускают через хмелеотборный аппарат.

Охмеление сусла предварительно увлажненным и измельченным щииь ковым хмелем. шишкобый хмель измельчают в специальной дробил­ке непосредственно перед его использованием. Для этого в приемный бункер дробилки загружают хмель, добавляют водопроводную или

промывную воду и замачивают 5 мин при температуре 50—60*С. За­тем хмель размалывают и подают одним приемом в сусловарочный аппарат за I ч до конца кипячения. При этом рН сусла должен быть не ниже 5,3. За счет лучшего экстрагирования горьких веществ эко­номия хмеля при таком способе использования составляет 10%.

Охмеление сусла молотым брикетированным или гранулированным хмелем. При наличии гидроциклонных аппаратов для отделения хме­левой дробины шишковый хмель можно полностью заменить моло­тым хмелем, в других случаях — до 30%. Молотый хмель вносят в сусло с рН не менее 5,2 в три приема. При таком способе норму расхода хмеля умножают на 0,9.

Гранулированным или брикетированным хмелем шишковый хмель может быть заменен полностью или частично. Примерный режим внесения: 25% через 10-15 мин, 50% через 35-40 мин после начала кипения сусла. Оставшиеся 25% для сусла концентрацией до 11% вносят за 30 мин, а для сусла с массовой долей СВ 12% и выше — 15% за 30 мин и 10% за 5-10 мин до окончания кипячения сусла.

Количество внесенного гранулированного хмеля (Н_1г) рассчиты­вают по формуле

Н_]г = Г_с-100- п₂- 0,9/(а + 1) (100 - W),

где а — массовая доля ос-кислот в гранулированном хмеле, %; п -массовая доля гранулированного хмеля в общем количестве хмеле-продуктов, %; 0,9 — коэффициент снижения расчетной нормы рас­хода гранулированного хмеля за счет более полного использования горьких веществ.

Охмеление сусла водиоизомервзованиыми экстрактами из молотого хмеля. Водноизомеризованные экстракты готовят непосредственно перед использованием. Для их получения в сосуд с паровой рубаш­кой и мешалкой из фильтрационного аппарата набирают промыв­ную воду, содержащую 3—6% сухих веществ (из расчета 100 дм³ на 2,5 кг хмеля), нагревают ее до кипения, добавляют на каждые 100 дм³ по 60—80 г Na₂CO₃ до рН 6,9—7,3 и кипятят 10 мин. В кипящую воду при перемешивании вносят хмелевые брикеты или предвари­тельно увлажненный и измельченный хмель, смесь кипятят еще 30 мин. Повышение щелочности среды способствует растворению и изо­меризации горьких веществ хмеля.

Отстоявшийся экстракт хмеля подают в сусловарочный аппарат за 30 мин до конца кипячения сусла. Оставшуюся в экстракторе хмелевую дробину промывают кипящей водой и используют ее в фильтрационном аппарате для промывания пивной дробины.

В результате более полного экстрагирования и изомеризации горьких кислот расход хмеля при таком способе снижается на 25-30%.

Охмеление сусла хмелевым экстрактом. На отечественных пивова­ренных заводах хмелевым экстрактом заменяют до 50% шишкового хмеля. Экстракт хмеля медленно вводят в кипящее сусло, при рабо­тающей мешалке с первой порцией шишкового хмеля.

Экстрактом хмеля заме­няют до 50% хмеля, при­чем весь экстракт вносят с первой порцией. Коли­чество экстракта рассчи­тывают по формуле: где аэ — массовая доля сс-кислот («кондуктометричес-кий» показатель горечи), % (для импортных экстрактов используют показатель а-кислот, указанный в ка­чественном удостоверении); 0,8 - коэффициент сни­жения расчетной нормы расхода экстракта хмеля за

„ „ Рис'

_v,

Хмелео^орныи аппарат

счет более полного использования горьких веществ; п_э— массовая доля экстракта хмеля в общем количестве хмелепродуктов, %.

Отделение пивного сусла от хмелевой дробины. Сразу после кипяче­ния сусло освобождают от хмеля в хмелеотборном аппарате, который устанавливают под сусловарочным аппаратом.

Хмелеотборный аппарат (рис. 56) представляет собой цилиндричес­кий сосуд 5 с коническим дном и крышкой с люком 8, установленный на стойках 13. Мешалка 2 приводится в движение от привода 14 через муфту 12. Герметичность корпуса при вращении вала мешалки обеспе­чивается сальником 11. Кран 1 предназначен для поочередного спуска из хмелеотборного аппарата профильтрованного сусла и хмелевой дро­бины. Хмелеотборный аппарат снабжен также смесителем 6, оросителем для воды 7, указателем уровня 9, краном 10 для отбора проб.

Разделение смеси происходит следующим образом. Сусло с хме­левой дробиной стекает из сусловарочного аппарата в хмелеотбор-ный аппарат через штуцер 4 при работающей мешалке. Хмелевая дробина остается на сите 3, а сусло проходит сквозь сито и насосом 15 через разгрузочный кран 1 и распределительный кран 16 перека­чивается на охлаждение.

В хмелевой дробине остается 6—1 дм³ сусла на 1 кг хмеля, поэтому ее промывают горячей водой и промывную воду присоединяют к суслу. Затем аппарат заполняют водой, смешивают с хмелевой дро­биной и смесь удаляют насосом 15 в отходы. Вместе с хмелевой дро­биной удаляется значительная часть скоагулировавших белков.

Хмелевую дробину промывают горячей водой, которую присо­единяют к суслу. Воды следует использовать столько, на сколько объем сусла уменьшился за счет испарения во время перекачива­ния и охлаждения. Последнюю промывную воду можно использо­вать на затирание.

Кипячение сусла — — — Откачка готового сусла

Рис. 57. Схема сусловарочного аппарата с выносным нагревательным контуром

Кипячение сусла с использованием аппарата с выносным нагреватель­ным контуром. Один из путей реализации экономии хмеля и пара при охмелении пивного сусла предложен МКБ ВНИИПБиВП. На рис. 57 изображена схема установки, включающей смеситель 1, сусловароч-тли аппарат гидроциклонного типа 2, теплообменник 3 и насосы 4, 5.

Смеситель предназначен для приготовления хмелевой суспензии, выполнен он в виде сосуда с цилиндрическим корпусом, коничес­ким днищем и плоской крышкой, на которой установлен привод.

Сусловарочный аппарат представляет собой сосуд с цилиндричес­ким корпусом, коническими днищем и крышкой. Он снабжен мою­щими головками, размывателем осадка, центральной трубой с встро­енным инжектором и отражателем.

Кипячение сусла в аппарате с выносным теплообменником осуще­ствляется следующим образом. В нижнюю часть аппарата подают сус­ло, объем которого определяют по указателю уровня. После набора сусло с помощью насоса 4 начинает циркулировать по контуру аппа­рат — теплообменник — аппарат. Причем в начале цикла оно подается через патрубок для ввода сусла, а после нагревания до температуры кипения через нижний патрубок и центральную трубу с инжектором. В сусловарочном аппарате происходит кипячение, а затем осветление готового сусла путем осаждения скоагулировавшего белка.

Готовую хмелевую суспензию из смесителя направляют в сусло-варочный аппарат к началу кипячения.

Особенностью приготовления сусла по этому способу является то, что сусло в аппарате находится под атмосферным давлением, а в теплообменнике создается избыточное давление и температура сусла в нем повышается до 108—110°С. Подача сусла в центральную трубу с встроенным инжектором способствует активной циркуляции сусла в аппарате, что интенсифицирует процесс кипячения. На входе в аппа­рат происходит эффект снятия давления и активное испарение воды (8,5% вместо 5—6% за 1 час при традиционном способе). Когда мас­совая доля сухих веществ сусла достигнет требуемой величины, на­гревание прекращают. Интенсификация кипячения сусла позволяет сократить ее продолжительность до 60—70 мин.

Аппарат выполняет также роль гидроциклона для отделения взве­сей, так как имеет тангенциальный ввод сусла. Готовое сусло перекачи­вают на охлаждение последовательно с трех уровней аппарата, а затем оставшийся белковый осадок выводят в фильтрационный аппарат.

Преимущества применения данной установки состоят в снижении расхода пара на 20%, хмеля — на 5—6% и сокращении продолжи­тельности кипячения сусла почти в 2 раза.

Расчет выхода экстракта при переработке зернового сырья в вароч­ном цехе. Выход экстракта — это масса экстрактивных веществ, пе­решедших в горячее сусло из затертых зернопродуктов, выраженная в % масс (т.е. г в 100 г).

Выход экстракта характеризует полноту использования экстрак­тивных веществ зернопродуктов при приготовлении пивного сусла и зависит от качества этих зернопродуктов и правильного выбора режима их переработки. Выход экстракта (Э, % масс.) вычисляют по формуле

3=0,96V-E(r/G),

где V — объем горячего сусла в сусловарочном аппарате, дм¹; Е — массовая доля экстрактивных веществ в сусле, %; г — плотность сусла, кг/дм³; G — масса зернопродуктов, кг; 0,96 — поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение объема сусла при его ох­лаждении от 95-100°C до 20°С и изменение объема сусла за счет внесения хмеля и появления скоагулировавших белков.

Способы приготовления сусла для различных сортов пива

Пиво Жигулевское. Сусло готовят из светлого ячменного солода и несоложеного зернового сырья. Хмель вносят из расчета 0,68-0,85 г горьких веществ хмеля на 1 дал.

Расход зернового сырья зависит от его экстрактивности, влажно­сти и технологии приготовления сусла. При замене 15% солода ячме­нем и экстрактивности солода 76% к массе сухих веществ, влажнос­ти солода 5,6% и для ячменя соответственно 75 и 15% расход на 1 дал пива составляет 1,62 кг светлого солода и 0,29 кг ячменя. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 11%.

Пиво Рижское. Сусло готовят из светлого солода по одно- или двухотварочному способу. Хмель вносят из расчета 0,99—1,24 г горь­ких веществ на 1 дал готового пива. При внесении хмеля в три при­ема первую порцию (30%) дают во время набора первого сусла, вторую порцию (40%) — в начале кипячения, третью (30%) — за полчаса до конца кипячения сусла. При добавлении хмеля в четыре приема первую порцию (30%) дают во время набора первого сусла, вторую порцию (40%) — в начале кипячения, третью (28%) за полчаса и четвертую (2%) — за пять минут до конца кипячения сусла. Расход солода на 1 дал готового пива составляет 2 кг. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 12%.

Пиво Московское. Сусло, готовят из светлого солода (80%) и ри­совой муки или сечки (20%) по двухотварочному режиму затирания. Рисовую муку или сечку добавляют в первую отварку затора в аппа­рат и кипятят 40 мин. Хмель вносят в сусло, как и для пива Рижско­го из расчета 1,2—1,5 г горьких веществ на 1 дал. Расход зернопро-дуктов на 1 дал пива составляет 2,17 кг, из них 1,74 кг солода, 0,43 кг рисовой муки или сечки экстрактивностью 85% и 36 г хмеля. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 13%.

Пиво Мартовское. Сусло готовят по трехотварочному режиму из темного (40%), светлого (50%) и карамельного (10%) солода, зати­рая их раздельно. Допускается замена темного солода светлым с уве­личением доли карамельного солода или добавлением жженого соло­да для повышения цветности пива. В этом случае затирание ведут с двумя отварками, и сусло кипятят с хмелем 2 ч. Хмель вносят из расчета 0,73—0,91 г горьких веществ на 1 дал пива: 30% — в конце фильтрования первого сусла, 40% — через 40 мин и 30% — через 1,5 ч после начала кипячения сусла. Расход зернопродуктов составляет 2,46 кг на 1 дал пива, в том числе 1,23 кг светлого солода, 0,98 кг темного солода и 0,25 кг карамельного солода. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 14,5%.

Пиво Ячменный колос. Сусло готовят также, как и сусло для пива Жигулевского, из светлого солода (85%) и ячменя (15%). Допускает­ся замена ячменя рисовой или кукурузной крупой и замена 5% соло­да тростниковым сахаром-сырцом. Качество солода и несоложеного сырья должно обеспечивать получение сусла с высокой степенью сбраживания. Расход хмеля на 1 дал готового пива как на Жигулевс­кое. Расход зернопродуктов на 1 дал готового пива составляет 1,9 кг, в том числе 1,62 кг солода, 0,28 кг ячменя. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 11%.

Пиво Российское. Сусло готовят из светлого солода (85%), рисо­вой крупы (10%) и сахара (5%). Затирание проводят одноотвароч-ным способом. Расход хмеля — по норме внесения горьких веществ в горячее сусло 0,56—0,7 г/дал. Режим внесения хмеля — в две порции, Первая (70%) через 10—15 мин после начала кипения, вторая пор-

ция (30%) — за 30 мин до окончания кипячения сусла. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 10%.

Пиво Юбилейное. Сусло готовят из светлого солода (79%), рисо­вой крупы (10%), кукурузной крупы (10%), сахара (1%). Хмель за­дают по норме Г = 1,59 1,99 г/дал. Допускается замена кукурузной крупы рисовой. Затирание проводят двухотварочным способом. Ре­жим внесения хмеля: первая порция (40%) — до полного набора сусла, вторая порция (35%) — через 1 ч после начала кипения сусла, третья порция (20—22%) — за 30 мин до окончания кипячения сус­ла, четвертая порция (3—5%) — за 5 мин до окончания кипячения сусла. Массовая доля сухих веществ в начальном сусле 17%.