Охлаждение и осветление пивного сусла

§ 1. Процессы, протекающие при осветлении к охлаждении сусла

В горячем охмеленном сусле отсутствует кислород, имеются гру­бые взвеси, образовавшиеся при кипячении с хмелем. Наличие взве­сей отрицательно влияет на процесс брожения сусла и коллоидную стойкость готового пива. При охлаждении сусла грубые взвеси осаж­даются и формируются тонкие взвеси, сусло насыщается кислоро­дом воздуха, что затем будет способствовать нормальному размно­жению дрожжей и более полному выделению белков. Следователь­но, целью осветления и охлаждения сусла является понижение его температуры, насыщение кислородом воздуха и осаждение взве­шенных частиц.

Понижение температуры сусла. Горячее охмеленное сусло охлажда­ют до начальной температуры брожения. В зависимости от вида и способа брожения начальная температура этого процесса различна.

Сусло при низкой температуре брожения является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфи­цирования сусла появляется при его медленном охлаждении от 40 до 20°С, так как эти температуры наиболее благоприятны для размно­жения вредных для пива микроорганизмов. Позже, когда в сусло добавят дрожжи, возможность инфицирования уменьшится.

Обычно сусло охлаждают в две стадии. Первую стадию охлаждения горячего сусла от 95—100 до 60°С проводят в отстойном аппарате или в холодильной тарелке медленно в течение 2—6 ч. На этой стадии про­должительность охлаждения сократить нельзя, так как для осаждения крупных взвесей требуется не менее 2 ч. В последнее время широкое распространение получил способ осветления сусла в гидроциклонном аппарате, где отделение примесей происходит под действием центро­бежных сил. Продолжительность первой стадии осветления в этом слу­чае сокращается до 20 — 40 мин, температура сусла на выходе из гицроциклонного аппарата около 90°С.

На второй стадии охлаждение сусла (от 60 до 5—9°С) проводят быстро, с использованием пластинчатых теплообменников.

Растворение кислорода воздуха в сусле. Поглощение кислорода суслом происходит в ходе всего процесса охлаждения. Но при по­вышенных температурах (более 40°С) поглощение кислорода не­значительно и расходуется он в основном на окисление органичес­ких веществ сусла. Вследствие чего сусло темнеет, в нем снижают­ся хмелевой аромат и хмелевая горечь. Процессы окисления зависят от рН сусла: чем ниже концентрация Н+-ионов, тем выше интен­сивность окисления.

Непосредственное растворение кислорода в сусле возможно лишь при температурах ниже 40"С. Поглощенный суслом кислород рас­ходуется в основном на размножение и жизнедеятельность пивных дрожжей. Оптимальное содержание его в сусле в начале брожения составляет 6—7 мг/дм³. Поглощение кислорода ускоряется при пе­ремешивании, увеличении площади поверхности и продолжитель­ности контакта сусла с воздухом, с понижением концентрации сухих веществ в нем.

Выделение взвесей. Важным для технологии пива процессом явля­ется выделение взвесей из охлаждаемого сусла. Различают крупные и мелкие взвеси.

Крупные взвеси размером 30—80 мкм образуются при кипяче­нии сусла с хмелем и при охлаждении легко осаждаются, образуя, так называемый, осадок взвесей горячего сусла. Этот осадок легко удаляется, часть его задерживается уже в хмелеотборном аппарате. В состав осадка крупных взвесей входит: 50—60% белковых веществ, 16-20% хмелевых смол, 20-30% других органических веществ, осо­бенно флобафена, 2—3% минеральных веществ. В золе осадка нахо­дят ангидриды кремниевой (18-34%) и фосфорной (7-34%) кис­лот, оксиды меди (13-37%), железа (17—18%), алюминия (1,8-21%) и кальция (3,6-15%).

На грубом осадке взвесей адсорбируются ионы железа, меди, тяжелых металлов, предохраняя дрожжи и пиво от вредного воз­действия солей этих металлов при сбраживании сусла. Количество взвесей горячего сусла колеблется от 30 до 60 г на 100 дм³ сусла и зависит от содержания белков в затираемом зерне, способа затира­ния и осветления, количества экстрактивных веществ в сусле, нор­мы горечи вносимого хмеля, продолжительности и интенсивности кипячения затора и сусла.

При охлаждении ниже 60"С в прозрачном сусле появляется муть, так как часть растворенных в горячем сусле веществ при охлажде­нии переходит в нерастворимое состояние и образует тонкую сус­пензию с размером частиц около 0,5 мкм (мелкие взвеси или тон­кий осадок). Они на 1/3 состоят из полифенольных веществ и на 2/3 — из глобулина (белок зерна). При нагревании холодного сусла эти взвеси растворяются вновь.

Образование тонкого осадка в сусле заканчивается в конце ох­лаждения при температуре 5—7°С. Количество его в сусле невелико, но влияние на технологию ощутимо, так как частицы осадка адсор­бируются на поверхности дрожжевых клеток и нарушают проницае­мость клеточных стенок.

При охлаждении сусла испаряется некоторое количество воды, вследствие чего уменьшается объем сусла и повышается концентра­ция сухих веществ.