Технологічна схема виробництва пива

Узагальнена структурна схема виробництва пива приведена на рис. 22.1 включає такі етапи: підготовка солоду і його замінників, готування пивного сусла, прояснення і охолодження сусла, головне бродіння, доброджування, віджимка, прояснення і розливання пива. Солод і несолоджений ячмінь для готування сусла попередньо піддають очищенню на полірувальних маши­нах і подрібненню.

Мета подрібнення: відкриття складових частин для дії ен­зимів з послідовним затиранням, оскільки вихід екстрату і швидкість фільтрування залежить від якості помелу. Подрібнен­ня необхідно вести так, щоб мучнисті частинки зерна були добре подрібнені, а оболонки, ідо складаються із целюлози, зберігались і були не дуже подрібненими використовувались у подальшому як фільтруючий шар (осадок). Для подрібнення солоду викорис­товують чотирьох чи шестивальцові дробарки.

Дробарка має дві пари гладких вальців однакового діаметру. Верхня пара вальців виконує грубе попереднє подрібнення, при цьому одержується значна кількість лушпиння і крупки. Після грубого подрібнення помел надходить до вібруючих сит. На цих ситах задержується груба крупка і лушпиння, а тонка крупка і бо­рошно відокремлюються і надходять до бункеру. Схід із сит над­ходить на другу пару вальців, де повторно подрібнюється несо­лоджений ячмінь, який частково замішоє солод. Використовують і двохвальцові дробарки з рифленими вальцями.

Затирання — процес готування сусла для бродіння. Метою цього процесу є екстрагування розчинних речовин солоду і пере­ведення в розчинний стан нерозчинених речовин. Цей перехід здійснюється дією на солод, ензимів (ферментів), що містяться в ньому. Змішаний з водою та подрібнений солод називається за­тором. Розчин, який одержують в процесі затирання називається суслом. Водорозчинні речовини солоду (цукор, продукти розпа­ду білків, деякі кислоти і інші), легко розчинюються у воді. Крох­маль, що міститься в солоді такі як частина білкових речовин, у

Рис. 22.1. Узагальнена функціональна схема виробництва пива

воді нерозчинені. Тому вони піддаються оцукрюванню, що про­ходить під дією ферментів амілази, яка міститься в солоді. Кінце­вим продуктом розщеплення крохмалю є цукор (мальтоза) та декстрини, які є важливою складовою частиною сусла і готового пива. В процесі затирання в затор іде розщеплення складних білкових сполучень під дією протеолітичних ензимів.

На рис. 22.2 зображена технологічна схема варочного відді­лення пивоварного заводу, в якому готують пивне сусло.

Рис. 22.2. Технологічна схема варочного відділення пивзаводу

Солод через автоматичні ваги 1 надходить до солододробовки. Дроблений солод шнеком З подасться до бункерів -/. а почім у предзаторпик 5, в якому змішується з теплою водою з температу­рою (40...50) °С. Одержана тістоподібна маса надходить до затор-пого чану 6, що має мішалку. В ньому тістоподібна маса пе­ремішується (затирається). По закінченню затирання частина за­торіюї маси (біля 40° о) відцентровим насосом 7 перекачується в за-торний котел (V, який крім мішалки має парову сорочку. Тут маса нагрівається до температури оцукрювання (70 °С). Після закінчен­ня оцукрювання вона довохіиться до кипіння. Після недовгочасно­го кипіння (біля 15 хв), яке необхідне для розварювання крупних частинок солоду, розриву оболонок крохмальних зерен і клейсти-ризації крохмалю, заторна маса перекачується у заторпий чан 6. Кип'ячена частина затору носить назву першої відвари.

При змішуванні першої відвари з некип'яченою частиною за­тору залишається в спокої (15...30) хв. для оцукрювання. Після цього знову відбирають 40% маси і перекачують у заторний котел 8 (друга відварка), де її нагрівають до кипіння і кип'ятять 75 хв. Другу відварку повертають у заторний чан 6, де встановлюється температура 75 °С. Далі всю заторну масу насосом 7 передають до фільтраційного чану 9, ідо служить для відокремлення дроби­ни від сусла. Він має ситчасте дно, розташоване на (8... 12) м ви­ще основного дна. На цьому ситчастому дні відкладається шар дробини, через який іде фільтрування сусла. На початку фільтру­вання одержується мутне сусло. Його насосом 10 повертають в фільтраційний чан. Коли на ситі утворюється фільтраційний шар, сусло стає прозорим і йото направляють до сусловарочного казана, де його кип'ятять разом із хмелем. При кип'ятінні сусла з хмелем відокремлюється частина води, сусло ароматизується, іде денатурація білків сусла і його стерилізація.

Гаряче охмелене сусло опускається у хмелевідокремлювач 12. В ньому затримуються пелюстки хмелю, а сусло надходить до збірника гарячого сусла за допомогою насосу 13. Вилучена соло­дова дробина із фільтраційного чану 9 направляється в монжю 14. а звідси в приймальний бункер. Дробина використовується як корм для худоби.

Описана схема має назву відварної. В залежності від кількості відваром розрізнюють одно-, дво-, трьохвідварочний спосіб при­готування сусла. Фільтрування сусла проводиться у фільірацій-иих чанах із ситчастими днищами або у фільтрпресах.

Освітлення та охолодження сусла. При кип'ятінні сусла іде звертання білків. Для їх відокремлювання сусло піддають прояс­ненню відстоюванням чи сепаруванням. Відстоювання прово­диться в холодильних тарілках з великою площею. Тут сусло піддають аерації та охолодженню. Процес відстоювання, в ре­зультаті якого випадають в осадок білково-дубильні сполуки, протікає повільно. Тому для інтенсифікації процесу використову­ють відцентрові осаджувальні сепаратори.

Освітлене сусло направляється на охолодження в зрошуваль­ні, пластинчаті і інші теплообмінники. Конструкції яких були розміщені в 4-у розділі.

Головне бродіння (шумування) сусла. Готове сусло направ­ляється на бродіння, яке в пивоварному виробництві проводить­ся у дві стадії. В кожній стадії використовуються спеціальні раси дріжджів — так звані дріжджі низького бродіння. Ці дріжджі до кінця бродіння опускаються на дно бродильного посуду, завдяки чому сусло освітлюється.

Перший етап бродіння — головне бродіння — іде при темпе­ратурі (6...9) °С. Бродильні апарати для проведення головного бродіння виготовляються із сталі, алюмінію чи залізобетону відкритого типу, прямокутної чи циліндричної форми. Закриті бродильні апарати допускають можливість використовувати вуг­лекислоту, що відокремлюється при бродінні. Циліндричні апа­рати (танки) встановлюються вертикально чи горизонтально. їх діаметр від 1,3 до 2,3 м. Довжина змінюється в залежності від об'єму.

Танк наповнюють охолодженим суслом на 1/3 його об'єму і додають дріжджі, після чого заповнюють танк суслом до вста­новленого об'єму. Тривалість головного бродіння, в залежності від концентрації сусла змінюється від 7 до 10 діб. Головне бро­діння закінчується після досягнення певної степені бродіння. Одержане, так зване, молоде пиво перекачують насосом для доб-роджування і витримки в лагерне відділення, обладнаного таки­ми ж танками. В цьому відділенні підтримується температура (0...1) °С. На рис. 22.3. зображена апаратурно-технологічна схе­ма лагерного відділення. З бродильного відділення молоде пиво поступає в лагерні танки, де ідей процес доброджування. Спир­тове бродіння в них протикає помалу, оскільки температура пи­ва в них підтримується (0...2) °С. В молодому пиві міститься біля 1% екстративпих речовин біля 0,2% (масових) вуглекислого газу.

Рис. 16.5. Технологічна схема лагерної дільниці 1 —лагерні танки; 2 — змішувач; 3 — насосо; 4 — холодильник;

5__змішувач для одержанні суспензії; 6— фільтр;

7— холодильник; 8 — карбоні затор; 9 — сбірник-мірник пива

В процесі доброджування вміст екстрактивних речовин змен­шується, а вміст вуглекислоти в пиві збільшується до (0,30...0,35)%. Доброджування іде при тиску в танку (0,03...0,05) МПа, що підви­щує розчинність вуглекислого газу. Тривалість доброджування та витримка пива залежить від сорту. Так, пиво типу жигулівського витримують — 21 добу, типу московського — 42, а ленінградсь­ке- -90 діб.

Освітлення пива починається після закінчення бродіння. Осадкові в танку дріжджі збирають частинки білків і хмільних смол. Частково прояснене пиво з лагерпих танків надходить у змішувач 2, цим досягається вирівнювання якості пива, одержа­ного в різних танках. Із змішувача насосом З пиво направляється в пластинчатий холодильник 4. де воно охолоджується ропою до температури (0...1) °С. Охолоджене пиво надходить у змішувач 5, де до нього додається діатоміт (кізельгур). Суспензія діатоміту із пивом далі надходить на фільтр 6. В цьому фільтрі фільтруючим шаром є шар діатоміту, відкладений на картонній чи тканинній поверхні. Освітлене пиво ще другий раз охолоджується в холо­дильнику 7 і надходить до карбоні затору 8, де його додатково (у випадку необхідності) насичують вуглекислотою. Готове пиво надходить до збірників, звідки воно іде на розлив.

Зараз в практику пивоваріння широко втілюються методи бродіння, що значно скорочують строки приготування пива і підвищуючи продуктивність заходів. Ці способи засновані на до-броджуванні пива при відсутності кисню. В пиві утворюється ма­ло альдегідів і воно дозріває швидше.

Бродіння сусла на сучасних пивоварних заводах проводиться за більш короткий час. Повне бродіння сусла здійснюється на 11 діб в спеціальних танках об'ємом 100 м Бродіння іде при періодичному зниженні температури бродильного середовища від 14 до 20 °С. Керування температурою бродіння проводиться авто­матично за спеціальною програмою. Накоплений вуглекислий газ також періодично виводиться та скраплюється. Виведення з дріжджів (осаду) проводять через нижній патрубок. Втілення у ви­робництво скороченого методу бродіння дозволило збільшити продуктивність, знизити витрати та підвищити якість пива. До­ставления пива до торгової мережі здійснюється в автоцистернах.

Питання керування процесом пивоварного виробництва спеціально розглядати не будемо, оскільки вони засновані майже па тих же принципах, іцо і попередні технологічні процеси. Особ-

ливіспо основних етапів приготування пива — затирання і бро­діння сусла с можливість керування ними за заданою програмою.