Продукция пивоваренных заводов - пиво - является слабоалкогольным напитком. Приготовляется пиво в основном из ячменного солода и хмеля. На разных этапах технологического процесса ячменное сусло подвергается биохимическим превращениям под действием ферментов как солода, так и пивоваренных дрожжей. Необходимые для дрожжей питательные вещества - углеводы, аминокислоты и минеральные соли - содержатся в пивном сусле.
Технологический процесс пивоварения включает следующие стадии: производство солода, варка сусла, сбраживание пивного сусла (главное брожение), выдержка и созревание пива (дображивание), фильтрация и розлив. Для производства солода ячмень замачивают, проращивают и сушат.
В процессе солодоращения в зерне накапливаются ферменты, которые затем превращают крахмал зерна в сбраживаемые сахара, а белки зерна в аминокислоты. При сушке солода под влиянием высокой температуры образуются ароматические вещества, придающие пиву характерные запах и вкус.
Сложной технологической стадией является варка сусла. Измельченный солод обрабатывают теплой водой, и под действием ферментов в раствор переходит 75 % сухих веществ солода. Варку производят в несколько этапов. Температуру регулируют так, чтобы создавались наилучшие условия для действия амилолитических (расщепляющих крахмал) и протеолитических (расщепляющих белки) ферментов. При кипячении сусла белки коагулируют, а вещества хмеля растворяются и придают суслу характерные горечь и аромат.
Процесс брожения пивного сусла разделяется, как было указано выше, на два периода - главное брожение и дображивание. Главное брожение протекает в бродильных чанах (открытых емкостях) или танках (закрытых емкостях).
В зависимости от свойств применяемых дрожжей брожение может быть низовым (холодным - при температуре 6-10°С) и верховым (теплым - при температуре 14-25°С). В результате брожения в пиве накапливаются 3-8 % алкоголя, до 0,4 % углекислого г аза и побочные продукты.
Главное брожение ведут до получения определенного количества алкоголя, соответствующего данному сорту.
Основная масса дрожжей оседает на дно сосуда, и лишь часть остается в молодом пиве на стадии дображивания. Эта стадия протекает в герметически закрытых емкостях, под давлением при температуре около 0 °С и состоит в медленном дображивании остатка сахаров, насыщении пива СО 2 и оседании дрожжей.
При созревании в пиве происходят сложные биохимические превращения веществ и изменяются органолептические показатели. После главного брожения продукт приобретает вкус и аромат (букет) готового напитка.
Важнейшие процессы при сбраживании пивного сусла дрожжами показаны на схеме 4. Пиво осветляется вследствие оседания дрожжей и различных взвесей - белковых частичек, хмелевых смол и др. Для полного осветления пиво фильтруют и разливают в бутылки и бочки под давлением.
Схема 4. Важнейшие процессы при сбраживаний пивного сусла.
Так производят пиво по классической технологии. Однако в последние десятилетия разработаны и применяются новые прогрессивные способы, позволяющие сократить длительность технологических стадий. Таких способов два: производство пива в непрерывном потоке и в крупных вертикальных емкостях - цилиндроконических танках (ЦКТ).
Технология производства пива в ЦКТ состоит в следующем. Танк заполняют на 80-85 % охлажденным суслом при температуре 8-10°С в течение суток, для чего используют 4 варки: первую порцию сусла аэрируют и в нее задают дрожжи. Брожение протекает при температуре 12-13 °С, после достижения конечной степени сбраживания пиво охлаждают до 0,5-1,5°С и выдерживают еще 6-7 сут.
В настоящее время по этой прогрессивной технологии производят не только жигулевское пиво, но и сортовое: 12 %-ное пиво за 18-20 сут вместо 38 и 13 %-ное - в течение 22 сут вместо 50. При этом достигается значительный экономический эффект и получается продукция высокого качества. Технология производства пива в ЦКТ широко применяется в нашей стране.
Пиво является газированным слабоалкогольным напитком с характерным горьковатым привкусом и запахом хмеля. Процесс его изготовления основывается на естественном брожении, но современные технологии и стремление к удешевлению процесса привели к возникновению нового метода получения - это порошковое пиво из сухих ингредиентов. Оно представляет собой смесь из концентрата пивного готового сусла, лишенного жидкости посредством вакуума. Он реализуется чаще всего в виде порошка, в редких случаях имеет пастообразный вид. Добавив дрожжи и разбавив водой, можно получить напиток, готовый к употреблению. Встречается порошковое пиво в России, Японии, США и других странах.
Живое пиво
На вкус готового хмельного напитка в первую очередь влияет качество применяемого ячменного солода. Именно он является основной возможностью экономии для пивоваров. Ведь не просто так практически все этикетки на банках и бутылках имеют такую фразу, как “содержит ячменный солод”. Но вот его количество в составе является производственной тайной.
Солод относится к категории дорогостоящих ингредиентов и зачастую заменяется аналогами с более низкой ценой и качеством. На них может приходиться практически половина всего содержимого. Используется рисовая сечка, пшеница и т. д. Сусло для варки изготавливается из солода, впоследствии в него добавляется хмель.
Настоящее не порошковое пиво обладает своим горьковатым привкусом и специфическим приятным ароматом именно за счет своей основы, она увеличивает количество пены и используется в качестве антисептика, очищая микрофлору. Многие изготовители стараются любыми способами удешевить производство, при этом абсолютно не заботятся о конечном результате.
После окончания варки полуготовый продукт подвергается охлаждению, добавлению дрожжей и оставляется для брожения, на которое потребуется около недели при условии низкой температуры. Затем, после отделения дрожжей, он настаивается в течение трех месяцев, за счет чего приобретает качества, свойственные только этому сорту. пива на данном этапе завершается.
Но на этом возможности экономии не заканчиваются. Так как предпринимателям невыгодно долго ждать окончательного приготовления напитка, приобрели распространение ускоренные технологии. В продукт для сокращения процесса брожения добавляются специальные ингибиторы и углекислый газ. Искусственные пенообразователи позволяют получить пышную пенную шапку.
Как делают пиво из порошка
Такой концентрат не рентабелен для крупных заводов ввиду его высокой стоимости. Его использование более характерно для заведений, продающих пиво своего розлива и небольших пивоварен. Таким организациям невыгодно изготовление пива в соответствии с полной технологией, так как это требует ингредиентов, отличающихся небольшим сроком годности, и дорогостоящего оборудования. Поэтому в качестве выхода из положения они применяют концентрат. При условии соблюдения тонкостей такого процесса производства возможно получение продукта удовлетворительного качества, но оно не сравнится с настоящим “живым” вариантом.
Что используется в качестве основы
Сырьем выступает высушенный Он производится в специальных условиях из пивоваренного солода методом проращивания ячменных зерен. Для него характерно возникновение гидролиза под влиянием определенных веществ, то есть разделение полисахаридов некрахмального типа, белков и крахмала. Формируются в результате быстро усвояемые вещества с низким молекулярным уровнем, среди которых органические кислоты, сахара и декстрины. В процессе солодоращения также скапливаются и активизируются в проросшем ячмене витамины группы В.
Затем осуществляется приготовление сусла, являющегося экстрактом (вытяжкой) и имеющим в своем составе все вещества, указанные выше. Затем сусло подвергается высушиванию - до получения порошкообразной массы.
Определение качества по пене
Отличительной характеристикой пива является пена. Она относится к одному из методов определения его качества. Если она неприглядная на вид, рыжеватого цвета с жидкой консистенцией и множеством пузырьков, возможно, это порошковое пиво. У настоящего напитка пена абсолютно белая, отличается отсутствием пузырьков, однородностью и компактностью. Если его налить в крупный стакан, то образовавшаяся пена должна быть в высоту как минимум 4 см и держаться около пяти минут. Более низкий уровень и быстрое исчезновение говорит о не продукта. Можно попробовать на пену немного подуть, она должна загибаться, но никак не пропадать. Также присутствует некоторое “прилипание” к бокалу.
Многие используют в качестве метода проверки монету, укладывая ее на верхний слой. Она не утонет, если напиток имеет хорошее качество. На стакане с закончившимся остаются остатки пены. При их отсутствии можно усомниться в натуральности продукта.
Цвет
Существует светлый и темный вид напитка. Но собственный оттенок присутствует у продукта каждого изготовителя. Для оценки Европейская конвенция пользуется специальными стандартами, представляющими собой несколько дисков из стекла с различными тонами. Также применяется методика разведения йода в воде, до формирования цвета, схожего с оттенком напитка, определение происходит по удельной массе йода.
В таком понятии играет роль не только особый тон, но и присутствие цветовой гаммы, прозрачность. Светлому пиву приходится тяжелее. Оно должно обладать определенным блеском, золотистым, слегка прозрачным чистым оттенком, с отсутствием зеленоватого, коричневого или красного тона. А вот продукту темного сорта не обязательно обладать такими характеристиками, но при этом ни одному профессионалу не под силу определить порошковое пиво по его цвету.
Запах
При оценивании пива уделяется наибольшее внимание обонянию, а не зрению. При дегустации основное восприятие происходит при помощи носа, во время вдыхания специфического аромата продукта. И это неудивительно, так как человек имеет намного более чувствительное обоняние, а вот менее многогранные. Чтобы узнать, какое пиво не порошковое, нужно определить гармоничность смешения всех ноток запаха, после вдыхания и небольшого глотка. Для описания используются такие характеристики, как дрожжевой, свежий, чистый, хмелевой и даже цветочный.
Что нужно знать
Стоит отметить, что нос не является обонятельным органом, он представляет собой проход для попадания кислорода к слизистой поверхности, которая имеет совсем небольшие размеры, из-за чего определяется достаточно мало запахов. Чтобы максимально ощутить аромат, необходимо сделать вдох через нос и выдохнуть ртом, повторить такое действие несколько раз. Но несколько иначе воспринимается запах во время совершения глотков, так как до оболочки доходят ароматы, впитываемые слизистой поверхностью рта. При завершении глотка восприятие достигает максимума.
Как отличить порошковое пиво от натурального по вкусу
Большая часть марок пенного напитка содержит в себе все четыре основных вкуса: соленый, кислый, горький и сладкий - в различных сочетаниях. И формируется такое понятие, как “вкусное пиво”, из общего ощущения, при этом растянутого на некоторое время. Во время медленного вкусового перехода должны возникать приятные ощущения, так же, как и в послевкусии. Вся гармония может исчезнуть из-за любого диссонанса. Во время дегустации в качестве рецептора участвует не только язык, но и небо, щеки и губы, которые позволяют сформировать тепловые и осязательные характеристики. А среди них - маслянистость, терпкость, консистенция и температура, что очень важно, когда нужно определить разливное пиво из порошка.
Отличия
Хмелевой тончайшей горечью отличается светлый напиток - в нем не должны преобладать экстрагированные элементы. После него на языке должно оставаться ощущение специфической, быстро исчезающей горечи, при этом послевкусие практически отсутствует. Настоящему светлому пенному напитку характерны такие термины, как “гармоничный”, “чистый”, “тонкий”.
В темном варианте хмель и солод ощущаются иначе, здесь отсутствует выраженная горечь, но вкус отличается большей полнотой и “плотностью”. Ощущение солода является лидирующим.
Послевкусие является характеристикой, заслуживающей не меньшего внимания. При этом продолжительное чувство горечи говорит о некачественном продукте, так как оно возникает из-за нарушений производственных техник либо плохого качества входящих в состав ингредиентов.
Особенности
Классическая технология производства пива заключается в использовании солода, очищенной воды, дрожжей и хмеля. Принадлежность к определенному сорту формируется выбором солодовой основы. В России для изготовления качественного пива используются чаще всего импортные ингредиенты, это вызвано высокой стоимостью техники для получения высушенного ячменя. Шишки хмеля отвечают за образование пены и специфическую горечь. Многие считают, что Чувашия является страной, изготавливающей лучший хмель. Но даже он обладает и недостатками, среди которых быстрая утрата запаха и других характеристик, столь нужных для изготовления пенного напитка. Поэтому многие страны хранят его в вакуумных специальных упаковках, в гранулированном виде.
Стадии производства
Пива состоит из следующих этапов.
В первую очередь подготавливается солод. Для этого злаки проращиваются, высушиваются, после чего из них убираются ростки.
Для сусла тонко измельчается солод и перемешивается с очищенной водой, за счет чего формируется вкус со сладковатым оттенком. Смесь из размельченных зерновых продуктов называется затвором, впоследствии она снова перетирается с водой.
Далее затвор подвергается фильтрации, путем перенесения в специальную емкость и разделения на две составляющие: неохмеленное сусло и так называемую дробину, основа которой представлена мелкими частицами ячменя.
Все ингредиенты подвергаются термической обработке. Во время кипячения в течение 2 часов хмель полностью растворяется, и выпариваются элементы, оказывающие негативное воздействие на вкусовые и ароматические характеристики.
Осветление осуществляется в вирпуле - это специальная установка, в который отделяется хмель и солод, не растворенные во время предыдущих этапов. Под воздействием они накапливаются на бортах устройства. На отстаивание сусла уходит около 30 минут, затем отделяются плотные остатки.
На этапе охлаждения применяется резервуар для брожения, в которое переносится основа напитка. В это время сусло приобретает более низкую температуру и насыщается кислородом, который является главным условием для работы дрожжей.
Брожение
Специальные добавляются к другим компонентам. Технология пивоварения на заводе требует для полного сбраживания около месяца. Так образуется довольно мутная субстанция, по вкусу совсем не похожая на пиво и требующая дополнительного брожения, в виде выдержки в закрытой таре под воздействием незначительного давления. В результате формируется углекислый газ. При этом периодом нахождения на выдержке определяется сорт будущего напитка.
Затем снова отделяются нерастворимые остатки. Данный процесс наиболее распространен в промышленном изготовлении. За счет некоторых методик возможно увеличение срока хранения, благодаря уничтожению имеющейся микрофлоры.
Завершающим этапом является пастеризация, во время которой напиток доводится до температуры в 80 градусов. Она используется далеко не для всех сортов, и аналогично фильтрации, продлевает срок хранения. Но многие считают, что вкусовые характеристики снижаются после такой тепловой обработки.
Классическая технология производства пива включает следующие основные этапы: получение солода из ячменя, приготовление сусла, сбраживание сусла, выдержку (доб-раживание) пива, обработку и розлив пива. Это длительный сложный процесс, который длится 60—100 дней и во многом зависит от квалификации пивовара. Несмотря на то, что исходным сырьем являются одни и те же компоненты, качество пива, вырабатываемое разными предприятими, различно.
Получение солода. В пивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но и того комплекса органических (прежде всего водорастворимых Сахаров) и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получить пивное сусло, пригодное для сбраживания. Чем больше в солоде накопится простых Сахаров, необходимых для брожения, тем активнее будет идти сам процесс сбраживания и тем больше накопится спирта.
Ячмень, используемый для приготовления солода, замачивают в специальных чанах с водой с температурой 12— 17°С. В зерне, по мере возрастания влажности, активизируются клеточные ферменты и ускоряются катализируемые ими биохимические процессы. Это приводит к резкому повышению интенсивности дыхательных процессов и ускорению гидролиза полисахаридов до простых Сахаров, необходимых для этих биохимических процессов. Замачивание приостанавливают при достижении влажности зерна 42— 45% при производстве светлого солода и 45—47% — темного.
Потери сахаров на процессы дыхания в период замачивания достигают 1,5%, при этом наибольшую активность приобретают амилолитические и протеолитические процессы.
Для проращивания замоченное зерно направляют в солодовни различных конструкций (ящики или барабанные установки). Процесс солодоращения проводят при температуре 15—19°С и хорошей аэрации зерна в течение 5—8 суток. При этом эндосперм зерна к концу соложения размягчается и легко растирается за счет гидролиза крахмала амилазами, а гемицеллюлоз — цитазой (комплексом ферментов). В проращиваемом зерне накапливаются растворимые сахара — мальтоза, глюкоза, фруктоза и другие сахара, придающие солоду сладковатый вкус. При гидролизе фитина ферментом фитазой образуются инозит и кальций-магниевая соль фосфорной кислоты. Присутствие инозита в сусле стимулирует жизнедеятельность дрожжей, а фосфорная кислота определяет кислотность солода и сусла.
За счет активизации протеолитических процессов (протеиназ, пептидаз и амидаз) сложные комплексы азотистых соединений гидролизуются с образованием растворимых белков, пептонов, аминокислот, аммиака.
В процессе проращивания зерна, наряду с гидролизом, протекают и процессы синтеза физиологически активных соединений. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины группы В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина (до 210 мг на 100 г сухого вещества). В дальнейшем при химическом взаимодействии продуктов гидролиза с активными соединениями образуются новые, свойственные проросшему и высушенному зерну, ароматические и вкусовые вещества. Поэтому из сырого (зеленого) солода нельзя получить пиво.
Для придания необходимых свойств и хорошей сохраняемости солод сушат при различных температурных режимах до остаточной влажности 2—3,5%. Различные температурные режимы и продолжительность сушки позволяют получить солод с разными показателями качества и соответствующими технологическими свойствами. Именно от качества исходного солода, в свою очередь, будет зависеть тип производимого пива (светлое, полутемное, темное).
Для выработки отечественных сортов пива получают солод следующих видов: светлый, темный, карамельный и жженый.
Светлый солод получают высушиванием проросшего ячменя в течение 16 ч при постепенном повышении температуры с 25—30 до 75—80°С. В зависимости от качества светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эндосперм и высокую осахаривающую способность. Используют его для большинства сортов пива.
Для получения темного солода проросшее зерно сушат 24—48 ч при более высокой температуре, достигающей 105°С в конце процесса. Темный солод на классы не подразделяют. Помимо коричнево-желтой окраски темный солод отличается от светлого хрупкостью эндосперма и меньшей осахаривающей способностью. Используют его для темных сортов пива.
Карамельный солод в зависимости от качества делят на два класса: первый и второй. По окраске он может быть от светло желтого до буроватого с глянцевым отливом. Для его производства используют сухой или зеленый солод с повышенным содержанием Сахаров, который обжаривают при температуре 120—170°С. Поскольку при такой высокой температуре происходит карамелизация Сахаров, а также процессы Майара, то вид зерна на срезе представляет собой спекшуюся коричневую массу. Для этого вида солода не допускается обугливание зерна.
Жженый солод — это темнокоричневые зерна, без черного цвета. Его готовят из зеленого солода путем предварительного увлажнения и последующего обжаривания при температуре 210—260°С. В результате формируются вкус и запах, напоминающий кофейный, без привкуса горелого и горечи. Вид зерна на разрезе представляет собой темнокоричневую, но не черную массу.
В процессе сушки и обжарки солода происходят интенсивные химические процессы с образованием специфических ароматических и красящих веществ. Накопившиеся в результате гидролиза пентозы преобразуются в фурфурол и другие альдегиды и ароматические вещества, обусловливающие запах солода (ржаной корочки). Окрашенные компоненты солода — это продукты разрушения Сахаров в результате карамелизации и меланоидинообразования, протекающие наиболее интенсивно при температурах выше 80°С. Меланоидины, обладающие поверхностно-активными свойствами, являются хорошими пенообразователями, и поэтому темные сорта пива дают более обильную пену.
Солод после сушки освобождают от ростков, поскольку они придают ему гигроскопичность и горький вкус за счет присутствия алкалоида горденина. Необходимость проведения этой операции связана еще и с тем, что в ростках накапливаются аминокислоты, которые, попадая в сусло, являются источником образования сивушных масел при сбраживании. Солод приобретает окончательную готовность к использованию только после 3—5-недельной отлежки (дозревания) на складах.
Готовый солод полируют, освобождая от остатков ростков и загрязнений, пропускают через магнитные аппараты, а затем подают на солодовые дробилки. От степени дробления солода зависит в дальнейшем скорость осахаривания крахмала, уровень экстрактивности сусла, продолжительность фильтрования.
Приготовление сусла. Дробленый солод, и при необходимости несоложеные материалы, смешивают с горячей водой в соотношении 1:4. Полученную смесь медленно перемешивают при подогревании до температуры 50—52°С в течение 10—30 мин. 15—20% растворимых веществ солода при этом переходят непосредственно в раствор без ферментативной обработки. Одновременно происходит ферментативный гидролиз водонерастворимых азотистых веществ и фитина. Затем смесь переводят в заторные чаны, где под действием ферментов солода происходят дальнейший гидролиз и превращение водонерастворимых веществ сырья в водорастворимые, формирующие экстракт будущего сусла. Для обеспечения максимального перехода веществ в раствор затор медленно нагревают при постоянном перемешивании до 70—72°С (настойный метод).
При другом (декокционном) способе 1/3 затора перекачивают в кипятильный котел, где кипятят 15—30 мин, после чего объединяют и перемешивают с остальной частью затора. Повторяя эту операцию 2—3 раза, доводят температуру всего затора до требуемого значения. При этом длительность всего процесса приготовления затора составляет 3—3,5 ч. Это затирание солода необходимо для дальнейшего ферментативного гидролиза крахмала. Последовательность превращений крахмала при гидролизе под действием а- и |3-амилаз такова:
♦ крахмал—амилодекстрины—эритродекстрины—ахро-декстрины;
♦ мальтодекстрины—мальтоза—глюкоза.
Наряду с полным осахариванием крахмала до глюкозы в заторе завершается протеолиз белков, продукты которого играют большую роль в формировании органолептичес-ких свойств и устойчивости пива при хранении.
Осахаренный затор затем направляют на фильтрование для отделения жидкой части сусла от твердой фазы затора. При этом фильтрующий слой образует сама твердая фаза затора — пивная дробина (негидролизуемые компоненты, клеточные оболочки, коагулированные при нагревании белки), оседающая на сетках фильтрационных чанов, фильтр-прессов, применяемых для фильтрования пивного сусла. Отделять пивную дробину молено и с помощью саморазгружающихся центрифуг.
Отфильтрованное сусло и полученные после промывания дробины воды переводят в сусловарочный котел для кипячения с хмелем, упаривания до нужной концентрации и стерилизации. При высокой температуре полностью инак-тивируются ферменты и коагулирует часть растворимых белков, а горькие и ароматические вещества хмеля растворяются в сусле. При этом крупные хлопья коагулированного белка, оседая, захватывают частицы мути и тем самым осветляют сусло.
Хмелевая а-кислота (гумулон), которая при кипячении переходит в изогумулон (хорошо растворимый в воде), является в основном источником своеобразной горечи, свойственной пиву. Растворимость (3-кислоты незначительна, а мягкая сх-смола гидролизуется с образованием (3-смолы и отщеплением изобутилового альдегида и уксусной кислоты, участвующих в формировании специфического аромата и вкуса как сусла, так и пива. Норма расхода хмеля, в зависимости от сорта пива и его рецептуры, составляет от 22 до 45 г/да л.
Охмеленное сусло, доведенное до нужной плотности, пропускают через хмелецедильник, охлаждают до 4—6°С, а затем освобождают от коагулированных белков с помощью сепараторов. Во время этих операций сусло окончательно осветляется и насыщается кислородом, что необходимо для развития дрожжей.
Сбраживание сусла происходит в открытых или закрытых, деревянных или металлических емкостях специальными расами дрожжей низового и верхового брожения. Для особых сортов портера в конце брожения вводят сла-бобродящие дрожжи рода бреттаномицетов, придающие пиву особый специфический аромат. На поверхности сусла через 15—20 ч после внесения дрожжей появляется полоса белой пены (стадия забела), а затем вся поверхность бродящего сусла покрывается мелкоячеистой пеной с постепенно увеличивающимися завитками. Достигнув максимума, завитки опадают, пена уплотняется и становится коричневой. Осевшую пену (деку) из-за горького вкуса обязательно удаляют с поверхности сусла. В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно. Осветлившаяся жидкость называется зеленым, или молодым, пивом. В нем, наряду с накопившимися в результате брожения этилового спирта и углекислого газа, накапливается и целый ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата пива. Процесс главного брожения завершается за 7—9 сут. К этому моменту в пиве остаются несброженными еще около 1,5% Сахаров.
Выдержка (дображивание) пива способствует окончательному формированию потребительских достоинств пива. Для дображивания молодое пиво перекачивают в герметично закрывающиеся металлические танки, внутренняя поверхность которых покрыта специальным пищевым лаком. В зависимости от сорта пиво выдерживают при температуре 0—3°С в течение 11—100 сут. В результате дображивания остаточного сахара несколько возрастает крепость пива, происходит дополнительное насыщение его углекислотой и осветление. Взаимодействие разнообразных первичных и вторичных продуктов главного и побочных процессов брожения приводит к формированию новых веществ, обусловливающих характерные вкус и аромат зрелого пива, а также его сортовые особенности.
Обработка и розлив пива. После лабораторного и орга-нолептического контроля, подтверждающих качество выработанного пива, его обрабатывают и разливают. Для придания прозрачности пиво фильтруют через прессованные пластины из различных фильтрующих масс, и лучшими из них являются диатомитовые (кизельгуровые) фильтры. В процессе осветления пиво теряет значительную часть двуокиси углерода, поэтому допускается дополнительное введение углекислоты перед розливом с последующей выдержкой в течение 4—12 ч для ее ассимиляции.
Пиво — освежающий, насыщенный диоксидом углерода, пенистый напиток, получаемый в результате сбраживания пивного сусла специальными расами пивных дрожжей.
Пивное сусло приготавливают из дробленых зерно-продуктов: преимущественно ячменного или пшеничного солода, ячменя, пшеницы, кукурузы и другого зерна, воды, сахара и хмелепродуктов.
Пиво бывает:
светлое — пиво с цветом О,4—2,5 ц/ед (не более 14 ед ЕВС);
полутемное — с цветом 2,5—4,0ц/ед (15—40ед ЕВС); ч темное — с цветом 4,0—8,0 ц/ед (40—160 ед ЕВС);
ц/ед — см 3 р-ра йода концентрацией 0,1 моль/дм 3 на 100 см 3 воды.
** ЕВС — Европейская пивоваренная конвенция.
безалкогольное — с массовой долей спирта не более 0,4 %;
крепкое — с массовой долей спирта 1,0—6,0 %;
оригинальное — светлое пиво с увеличенным сроком дображивания и повышенной нормой внесения хмеля;
пастеризованное — с повышенной биологической стойкостью, получаемой путем тепловой обработки;
специальное — приготовленное с применением вкусовых или ароматических добавок.
Основным сырьем для производства пива являются ячменный солод, хмель и вода. От их качества и подготовки зависят вкусовые, питательные и другие потребительские свойства пива.
Производство пива включает ряд последовательных взаимосвязанных технологических стадий, характеризуемых строго регламентированными параметрами. Правильность проведения всех процессов во многом определяет качество пива.
Солод получают путем проращивания злаков в искусственных условиях при определенной температуре и влажности.
По способу приготовления различают следующие типы солода: светлый, темный, карамельный и жженый. По своим качественным показателям он должен удовлетворять требованиям стандарта — ГОСТ 29249-92.
Для производства солода используют ячмень, отвечающий требованиям ГОСТ 5060-86 — «Ячмень для пивоварения». Данный вид сырья, поступающий на завод, должен сопровождаться удостоверением качества.
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Пиво - слабоалкогольный, игристый напиток, продукт законченного спиртового брожения, изготовленный из пивоваренного ячменного солода с применением хмеля.
Вследствие насыщенности диоксидом углерода и содержания небольшого количества этанола пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма. Являясь хорошим эмульгатором пищи, оно способствует более правильному обмену веществ и повышению усвояемости пищи. В пиве содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.
Качество пива оценивают по органолептическим и физико-химическим показателям. По органолептическим показателям пиво должно соответствовать требованиям стандарта по прозрачности цвета, аромату, вкусу, пенообразованию и др.
Пиво вырабатывают трех типов: светлое, полутемное и темное. В зависимости от экстрактивности объемная доля спирта в светлом пиве не менее 2,8…9,4 %, в полутемном и темном - 3,9…9,4 %. Во всех типах пива массовая доля диоксида углерода должна быть не менее 0,33 %, высота пены - не менее 30 мм, пеностойкость - не менее 2 мин. Энергетическая ценность 30…85 ккал в 100 г пива в зависимости от экстрактивности начального сусла.
По способу обработки пиво подразделяют непастеризованное и пастеризованное.
Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод: светлый, темный, карамельный и жженый. Два последних вида солода получают из светлого солода путем термической обработки в обжарочном барабане и применяют для темных сортов пива.
Качество солода должно соответствовать требованиям стандарта по органолептическим (внешний вид, цвет, запах, вкус) и физико-химическим (размеры зерен, массовая доля сорных примесей, влаги, экстракта в сухом веществе солода, продолжительность осахаривания и др.). По этим показателям светлый солод разделяют на три сорта (высший, I и II классы), жженый солод на I и II классы. От соотношения видов солода в рецептуре и его качества во многом зависят сортовые особенности пива.
Для выработки пива возможно использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически оправдано.
Вода считается оптимальной для пива, если отношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды не менее единицы, а соотношение ионов кальция и магния 1: 1…1: 3. Жесткость воды и ее солевой состав регулируют различными способами (реагентным, ионообменным, электродиалезным и обратноосмотическим).
Хмель придает пиву специфический горьковатый вкус и аромат, способствует удалению из сусла некоторых белков, служит антисептиком и повышает пеностойкость пива. Важная составная часть хмеля - дубильные вещества, количество которых достигает 3 %. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты.
Ферментные препараты используют при применении более 20 % несоложенного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья. Аминолитические препараты повышают выход экстракта и улучшают качество сусла, протеолитические используют для ликвидации коллоидных помутнений в пиве, цитолитические повышают стойкость пива.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Основу технологических процессов производства пива составляют биохимические превращения веществ в живом организме, происходящие под влиянием ферментов, и физико-химические процессы взаимодействия этих веществ под влиянием условий внешней среды. Основные процессы пивоваренного производства связаны с получением и брожением пивного сусла, дображиванием, выдержкой и осветлением пива.
Цель процесса приготовления пивного сусла - получение водного раствора ценных сухих веществ зернового сырья и хмеля в соотношении, определяемом сортом пива и жизнедеятельностью дрожжей, при минимальных потерях и затратах.
Для более тесного соприкосновения экстрагируемых веществ с водой, облегчения и ускорения их растворения зерновое сырье измельчают. Дробление стремятся вести так, чтобы мучнистая часть зерна превратилась в мелкую крупку и муку, а оболочку сохранить и использовать в качестве фильтрующего слоя. Весьма целесообразно дробить увлажненный солод, что позволяет устранить потери на распыл, характерные для дробления сухого солода, увеличить выход экстракта на 2,5…3,0 % и сократить продолжительность фильтрования затора на 20…25 %.
В солоде и несоложеных зерновых материалах содержание водорастворимых веществ составляет 10…15 %. Большая часть ценных сухих веществ, представленных в основном крахмалом и белком, находится в нерастворимом состоянии. Для перевода в растворимое состояние их в процессе затирания подвергают ферментативному гидролизу. Процесс смешивания дробленых зернопродуктов с водой называется затиранием , а полученная смесь - затором .
Основной целью затирания является перевод сухих веществ солода и несоложеных материалов в растворимое состояние под действием ферментов солода и применяемых ферментных препаратов. Солод для сусла и пива является не только источником получения экстрактивных веществ, но и источником ферментов, под действием которых нерастворимые вещества самого солода и несоложеных материалов переходят в раствор. В солоде высокого качества активность ферментов высокая, позволяющая провести необходимые биохимические изменения в заторе при использовании до 15 % несоложенного сырья. При большом расходе несоложеных материалов добавляют ферментные препараты.
На действие ферментов и экстрагирование растворимых веществ зернового сырья влияет гидромодуль затирания. С увеличением концентрации затора скорость ферментативных реакций замедляется, что заметно при увеличении концентрации свыше 16 %. Поэтому обычно при затирании используют соотношение дробленых зернопродуктов к воде 1: 4, чтобы концентрация первого сусла не превышала 16 %.
При производстве темных сортов пива применяют жженый или карамельный солод, который измельчают до тонкого помола, затирают при температуре 80…90 С в течение 30 мин, а затем подают в общий затор.
Затор готовят двумя способами: настойным (инфузионным) и отварочным (декокционным). При настойном способе сухой дробленый солод смешивают с водой требуемой температуры, в дальнейшем затор медленно со скоростью 1 /мин подогревают с выдержкой белковой и мальтозной пауз, пауз осахаривания и общего осахаривания. Длительность пауз определяют качеством солода и сортом приготовляемого пива и колеблется в пределах 20…30 мин. Настойный способ применяется при использовании только хорошо растворенного солода с высокой ферментативной активностью, позволяет сократить продолжительность затирания и снизить энергозатраты.
Отварочные способы характеризуются тем, что часть затора (называемая отваркой) подвергается кипячению с целью клейстеризации крахмала, что облегчает воздействие на него ферментов и увеличивает выход экстракта. По количеству отварок различают одно-, двух- и трехотварочный способы. Наиболее распространенными в промышленности являются одно- и двухотварочный способы. При использовании несоложеного сырья применяют способы совместного затирания с солодом или предварительной раздельной подготовки его с последующим соединением с солодовым затором.
Брожение пивного сусла - сложный биохимический процесс, во время которого под действием ферментов пивных дрожжей сбраживается основное количество углеводов сусла. Потребительские свойства пива существенно зависят от вида применяемых дрожжей, определяющих вкус и аромат готового продукта.
Для отдельных сортов темного пива применяют специальные расы дрожжей верхового брожения.
Существуют низовое и верховое брожение. Они отличаются применяемыми расами дрожжей и температурным режимом. Низовое брожение протекает обычно при 6…10 С, верховое - при 14…25 С. Оба типа брожения протекают в две стадии: первую принято называть главным брожением, вторую дображиванием.
Главное брожение характеризуется более или менее интенсивным сбраживанием большей части сахаров сусла. В условиях ведения главного брожения на начальной стадии одновременно происходит как брожение, так и интенсивное размножение дрожжей. Биомасса дрожжей увеличивается в 3…4 раза. Но при нормальном брожении размножение дрожжей заканчивается задолго до конца брожения.
Основным биохимическим процессом при главном брожении является превращение сбраживаемых сахаров в этанол и диоксид углерода. Процессом, сопутствующим спиртовому брожению, является образование из аминокислот высших спиртов, которые оказывают влияние на аромат и вкус пива. Высшие спирты являются своеобразными побочными продуктами брожения.
Качество пива существенно зависит от окислительно-восстановительного потенциала сбраживаемого сусла. При высоком значении этого потенциала происходят окислительные процессы, в результате чего сусло и молодое пиво становятся темнее, ухудшается вкус готового пива, может появиться муть. Большую роль в изменении окислительно-восстановительного потенциала играют дрожжи. Они тормозят окислительные процессы, быстро поглощая растворенный в сусле кислород, затрачивая его на обменные реакции. Кроме того, выделяющийся диоксид углерода вытесняет кислород из сусла, что также замедляет окисление.
Из других физико-химических процессов важное значение для брожения имеют коагуляция белковых веществ и пенообразование. Образование спирта, эфиров и понижение рН сбраживаемого сусла способствует коагуляции белковых веществ. Белковые вещества частично денатурируют, частично теряют свой заряд и флокулируют. Происходит выделение некоторых фракций белков в виде крупных агрегатов с одновременной агглютинацией и осаждение дрожжей. Выделяются в основном белковые вещества, изоэлектрическая точка которых близка к рН молодого пива. При этом осаждается и часть тонких взвесей (белково-дубильные соединения), которые поступили в бродильный аппарат с суслом.
Пенообразование обусловлено выделением пузырьков диоксида углерода. Образующийся в ходе брожения диоксид углерода сначала растворяется в сбраживаемом сусле, а по мере насыщения сусла выделяется в виде газовых пузырьков. На поверхности газовых пузырьков появляется адсорбционный слой поверхностно-активных веществ (белки, пектин, хмелевые смолы). При слипании отдельных пузырьков появляется пена, постепенно покрывающая поверхность сусла. В процессе брожения сусла внешний вид пены изменяются: в определенный период она напоминает завитки. Основу для образования завитков создают коагулируемые белки и выделяемые хмелевые смолы, а их формирования - диоксид углерода.
Дображивание и выдержка пива имеют решающее значение для вкуса, пенистости и стойкости пива. В этот период протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Уменьшение скорости биохимических процессов обусловлено в основном более низкой температурой и меньшим количеством дрожжевых клеток в единице объема сбраживаемого продукта, так как основная масса дрожжей удаляется из него после окончания главного брожения.
Важным процессом при дображивании и выдержке является карбонизация пива, т.е. насыщение пива СО 2 - важнейшей составной частью пива, которая придает пиву приятный и освежающий вкус, способствует пенообразованию, предохраняет пиво от соприкосновения с кислородом воздуха, служит консервантом, подавляя развитие посторонних и вредных микроорганизмов.
Насыщение пива газом осуществляется при длительной выдержке пива в спокойном состоянии. Связывание и накопление углекислоты в пиве возможно благодаря тому, что дображивание происходит в закрытых емкостях под избыточным давлением. Этот процесс называется шпунтованием . В шпунтованном пиве большая часть углекислоты находится в пересыщенном состоянии. Молодое пиво после главного брожения содержит около 0,2 % растворенной углекислоты, а готовое пиво - не менее 0,35…0,40 %. В среднем при нормальных условиях дображивания пересыщение пива углекислотой достигает 30…40 %.
Существенное отличие пива от газированной воды заключается в сохранении пересыщения пива диоксидом углерода после снятия давления. Медленное выделение углекислоты при употреблении пива объясняется адсорбционными свойствами коллоидно-растворимых веществ, содержащихся в его экстракте.
Весьма важным процессом при дображивании и выдержке является осветление пива путем его продолжительного отстаивания. Цель осветления - удаление из пива твердых частиц для придания ему высокой прозрачности, биологической и белково-коллоидной стойкости без ухудшения вкуса, аромата и снижения пеностойкости.
Для удаления как можно большего количества частиц, способных к образованию мути, осветление необходимо вести при низких температурах (около 0 C). С понижением температуры пива происходит выделение тех веществ, которые при температурных условиях главного брожения являлись еще растворимыми. Наступает помутнение, которое обусловливается главным образом белково-дубильными соединениями. Скорость и степень осветления зависят от характера и величины взвешенных частиц. Чем тяжелее и крупнее взвешенные частички, тем быстрее наступает осветление. Дрожжевые клетки оседают быстрее, чем белковые вещества. Тончайшие взвешенные частицы оседают очень медленно. Для их осаждения при 2…4 С требуется продолжительное время. Однако оседающие дрожжи сорбируют белковую муть и другие взвеси, увлекая их на дно резервуара.
Особое значение при дображивании и выдержке имеют процессы созревания пива, заключающиеся в формировании аромата, вкуса и других потребительских свойств готового продукта. В период созревания протекают биохимические, химические и физико-химические процессы. Вследствие окислительных процессов исчезают вещества, которые обусловливают неприятный букет молодого пива. При выдержке вкус пива улучшается, выраженный дрожжевой привкус и привкус хмелевой горечи исчезают. Уменьшение горького вкуса при выдержке пива объясняется коагуляцией и старением хмелевых смол. Это одна из причин перехода грубого, горького вкуса в благородный. Дрожжевой привкус исчезает в результате оседания дрожжей.
Созревшее, выдержанное пиво является сложной полидисперсной системой с содержанием твердой фазы 0,15…0,01 % на сухое вещество. Частицы твердой фазы пива можно разделить на три группы: дрожжи и микроорганизмы размером 1…10 мкм; белки, полифенолы и углеводы размером 0,1…10 мкм; соли различных металлов, посторонние частицы (адсорбенты, частицы покрытия резервуаров). Основную массу твердой фазы составляют дрожжи (около 90 %).
По структуре и форме вещества твердой фазы различают хлопьевидные (белок), желеобразные (крахмал и гуми-вещества) и кристаллические (соли различных металлов). Белковые и полифенольные комплексы нестабильны, что может привести к образованию мути в готовом пиве. Эти реакции частично обратимы, выпадение мути происходит при охлаждении пива.
Осветление пива методом отстаивания не достигается в достаточной степени, поэтому готовое пиво дополнительно осветляют сепарированием, фильтрованием или тем и другим вместе.
Сепарирование пива основано на интенсификации процесса осаждения примесей при помощи центробежной силы. Сепаратор для осветления пива отличается от сепаратора для осветления сусла конструкцией барабана: для осветления сусла применяют камерный барабан, а для пива - тарельчатый.
Преимущества сепарирования: снижение производственных потерь пива, более легкий переход от пива одного сорта к пиву другого сорта. Однако сепараторы обладают невысокой эффективностью осветления: плохо выделяются частицы высокой степени дисперсности. Поэтому сепарированное пиво не имеет блеска. При сепарировании хорошо выделяются дрожжи, поэтому его применяют для предварительного осветления пива при высоком содержании плохо флокулирующих дрожжевых клеток (более 1,5 млн в 1 см 3).
Фильтрование - наиболее эффективный способ очистки пива от примесей. Фильтрацию пива производят через намывной слой фильтрующего материала либо через фильтр-картон. В намывных фильтрах в качестве фильтрующего материала чаще всего используют диатомитовые порошки. Они механически задерживают частицы мути (смолы, белковые вещества, дрожжевые клетки и др.). Их готовят из сырого диатомита, который представляет собой остатки кремнистых панцирей одноклеточных микроскопических водорослей - диатомий.
Диатомитовые фильтры обеспечивают хорошее фильтрование и высокую производительность при содержании дрожжевых клеток 0,15…0,3 млн в 1 см 3 нефильтрованного пива. При большем содержании дрожжей производительность фильтра снижается, поэтому рекомендуется использовать сепараторы для предварительного осветления пива.
Для осветляющего и стерильного фильтрования применяют картон. Размер пор картона для осветляющего фильтрования 10…15 мкм, для стерильного - 3…5 мкм. Картон изготавливают из древесной и хлопковой целлюлозы с добавлением асбеста. Во избежание попадания волокон асбеста в фильтр одна сторона картона имеет пористое полимерное покрытие.
В настоящее время самым удобным фильтрующим материалом считается инфузорная земля - кизельгур. Этот материал образует фильтровальный слой со значительной структурной расчлененностью поверхности, что позволяет ей задерживать частицы меньше, чем средний размер промежутков. В зависимости от фракционного состава инфузорной земли кизельгуровые фильтры могут задерживать частицы, размер которых превышает 2…5 мкм. С помощью этих фильтров выполняют стерильное фильтрование пива.
Однако если пиво инфицировано, то в нем присутствуют бактерии, размеры которых существенно меньше размеров пор фильтрующего материала. Для обеспложивания пива проводится пастеризация и стерилизация путем тепловых, химических, радиационных и др. процессов. В результате таких воздействий микроорганизмы гибнут или разрушаются, благодаря чему повышается стойкость продукта. Стойкость непастеризованного пива - не менее 8 сут, пастеризованного и обеспложенного - не менее 30 сут. Перспективным направлением эффективного обеспложивания пива является применение ультрафильтрационных установок.
Готовое пиво фасуют в новые и оборотные бутылки вместимостью 0,5 и 0,33 дм 3 , изготовленные из прозрачного стекла оранжевого или зеленого цвета. Такие цвета снижают отрицательное виляние на пиво дневного света и способствуют сохранению его качества. Пиво фасуют также в новые полимерные бутылки вместимостью 0,5…2 дм 3 , бочки, кеги, автоцистерны. Бутылки должны быть стандартными, с гладкой поверхностью, со стенками равномерной толщины, термостойкими. Они должны выдерживать внутреннее давление не менее 0,08 МПа. Во избежание потерь СО 2 используют изобарический принцип фасования.
Стадии технологического процесса. Приготовление пива можно разделить на следующие стадии:
- - подготовка и дробление солода и несоложеных материалов;
- - получение пивного сусла;
- - сбраживание сусла и дображивание пива;
- - фильтрование и осветление пива;
- - упаковывание в потребительскую и транспортную тару.
Характеристика комплексов оборудования. Начальные стадии технологического процесса выполняются с помощью комплексов оборудования для измельчения солода и приготовления пивного сусла: дробилки, заторные и варочные агрегаты, фильтрационные, сусловарочные аппараты и хмелеотборные аппараты.
Следующим идет комплекс оборудования линии для охлаждения и осветления пивного сусла, состоящий из холодильных компрессионных установок, теплообменных аппаратов и пластинчатых теплообменников, отстойных аппаратов и сепараторов.
Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для брожения (дображивания) пива и состоит из бродильных аппаратов и танков, установок для непрерывного брожения и дображивания.
Завершающим является комплекс оборудования для получения готового пива, включающий фильтр-прессы, сепараторы, диатомитовые и кизельгуровые фильтры для осветления пива, а также упаковочное оборудование.
Машинно-аппаратурная схема линии производства пива представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Машинно-аппаратурная схема линии производства пива
Устройство и принцип действия линии. Пивоваренный солод выгружают из автотранспорта в приемный бункер 1 , из которого он транспортируется норией 2 через весы 3 в распределительные шнековые конвейеры 4 , обеспечивающие загрузку сырья в силосы 5 . В них солод выдерживается 4…5 недель и, благодаря гигроскопичности, приобретает равновесную влажность 5…6 %.
Отлежавшийся солод по возможности надобности выгружают из силоса 5 через магнитный уловитель и весы 6 на ленточный конвейер 7 . С последнего солод с помощью нории 8 и шнекового конвейера 10 загружают в бункеры суточного запаса 11 .
Аналогичным образом ячмень, используемый в качестве несоложенного сырья, загружают и хранят в силосах, а затем загружают конвейером 9 в бункер 11 .
Из бункера 11 солод через магнитный уловитель 12 и весы 13 падают в полировочную машину 14 для очистки от пыли и остатков ростков. После этого солод измельчают в вальцовой дробилке 15 и накапливают в бункере 17 . Зерно ячменя через магнитный уловитель и весы подают в вальцовый станок 16 , а после измельчения загружают в бункер 17 .
Перерабатывать солод различного качества позволяет двухотварный способ затирания, при котором можно легко корректировать технологический режим. Для приготовления пивного сусла этим способом в заторный аппарат 20 предварительно набирают около половины всего количества воды, необходимого для затирания, включают мешалку и через предзаторник загружают из бункеров 17 дробленые зернопродукты и смешивают с теплой водой (40…45 С). После окончательного перемешивания (затирания) затор нагревают до 45…52 С и выдерживают белковую паузу 15…30 мин.
Затем густую часть (около 40 %) заторной смеси (затора) перекачивают насосом 19 в другой заторный (отварной) аппарат 18 . В нем затор медленно подогревают до 61…63 С и выдерживают мальтозную паузу 20…30 мин.
После этого затор в аппарате 18 осахаривают 15…30 мин при 70…72 С, а затем доводят до кипения и кипятят в течение 20…30 мин. Вначале крахмал расщепляется до декстринов, а затем при 75…77 С происходит общее осахаривание крахмала. Кипячение необходимо для разваривания крупных частиц солода заторной массы.
Первую отварку из аппарата 18 медленно возвращают в заторный аппарат 20 и смешивают с основным затором, чтобы повысить его температуру до 61…63 С, и выдерживают мальтозную паузу 15…20 мин. После этого около 30 % основного затора (его густую часть) снова перекачивают в отварной аппарат 18 , нагревают до 70…72 С, выдерживают 15…20 мин, нагревают и кипятят 7…10 мин.
Готовую вторую отварку медленно перекачивают из аппарата 18 в аппарат 20 к основному затору. При этом температура затора поднимается до 70…72 С и в течение 20…30 мин проводится осахаривание крахмала. Продолжительность выдержки может быть увеличена (но не более 1 ч) до полного осахаривания затора, если качество солода понижено. После полного осахаривания затор подогревают до 75…77 С и перекачивают насосом 19 в фильтрационный аппарат 24 .
При всех стадиях затирания для интенсификации тепло-, массообменных и ферментативных процессов во время подогрева заторной массы в аппаратах 18 и 20 работают мешалки с большой частотой вращения; во время выдержек затора при различных температурных паузах мешалки вращаются медленнее.
Затор при фильтровании разделяют на две фракции: жидкую (пивное сусло) и твердую фазу (дробину). В фильтрационном аппарате 24 сусло отделяется через твердую фазу затора.
Фильтрационный аппарат представляет собой цилиндрический сосуд с плоским дном. На расстоянии 8…12 мм от основного дна расположено второе ситчатое дно, которое служит основанием для дробины. Для полного извлечения экстрактивных веществ из дробины внутри чана находятся разрыхлительный механизм и сегнерово колесо. Фильтрационный аппарат снабжен регулятором давления, который позволяет регулировать скорость фильтрования и указывает величину разности уровней жидкости в фильтрационном чане и резервуаре регулятора. Во избежание охлаждения затора при фильтровании боковые стенки фильтрационного чана покрыты теплоизоляцией.
Во время перекачки затора, дробину равномерно распределяют по всей поверхности сит фильтрационного аппарата, чтобы использовать слой дробины в качестве фильтрационного материала.
Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого сусла, т.е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины водой с целью извлечения экстрактивных веществ. Первые порции фильтрата получаются мутными, его насосом 23 перекачивают обратно в фильтрационный чан. В дальнейшем на фильтрующем материале образуется слой взвешенных частиц, через которые фильтруется затор, и получается прозрачное сусло. Его направляют в сусловарочный аппарат 27 .
При фильтровании сусла и промывке дробины поддерживают температуру 75…78 С, для того чтобы сохранить -амилазу, которая расщепляет остатки неосахаренного крахмала, вымываемого из дробины.
Скорость фильтрования сусла в фильтрационном чане зависит от качества затора, живого сечения сит и высоты слоя дробины, который не должен превышать 30…35 см. Чем лучше растворен солод и лучше сохранена оболочка при дроблении, тем рыхлее лежит слой дробины и быстрее проходит фильтрование. Следует следить, чтобы затор не охлаждался ниже 75 С. Фильтрование первого сусла продолжается 1…1,5 ч.
После фильтрования первого сусла в дробине остается еще 30 % сусла; для его извлечения дробину промывают водой, которую нагнетают насосом 23 из сборника 21 . При этом применяют разрыхлитель и ороситель. Ножи разрыхлителя разрезают дробину, а вода, поступающая из оросителя, равномерно растекается по дробине и вымывает оставшийся в ней экстракт. Воду подают при работе разрыхлителя до появления ее над поверхностью дробины. При фильтровании необходимо следить за тем, чтобы вода покрывала дробину, и температура ее была не ниже 75 С и не выше 80 С.
После спуска последней промывной воды дробину с минимальным содержанием экстракта выгружают насосом 22 из фильтрационного чана в специальный бункер, а сита и чан тщательно моют и готовят для фильтрования следующего затора.
Для интенсификации процесса разделения затора на жидкую и твердую фазы перспективно использование центробежных способов с применением центрифуг и сепараторов.
Отфильтрованное сусло и промывные воды собирают в сусловарочный аппарат 27 , где и кипятят с хмелем. С момента, когда поступающее из фильтрационного чана сусло покроет дно сусловарочного котла, и до конца поступления промывных вод температуру жидкости поддерживают на уровне 75…78 С. После спуска всех промывных вод проверяют полноту осахаривания и начинают кипятить сусло.
Экстракт хмеля дозируют насосом 26 из сборника 25 . Хмель дозируют в сусло в два или три приема, причем последнюю порцию - незадолго до конца кипячения. Доза хмеля зависит от сорта пива, качества и способа внесения хмеля. Количество хмеля тем больше, чем выше концентрация сусла. Чем больше должна быть стойкость пива, тем короче продолжительность кипячения с хмелем. Светлые сорта пива охмеляются сильнее, чем темные, и хмелевая горечь их больше.
Наиболее эффективно применять хмель в виде экстракта. При этом повышается стойкость пива и упрощается технологический процесс охмеления сусла.
Для улучшения вкусовых свойств пива рекомендуется сначала кипятить сусло без хмеля, тогда на белки будут действовать дубильные вещества солода. При добавлении хмеля к суслу, частично освобожденному от белков, оно приобретает сильный хмелевой аромат, но без грубой горечи. Если же в сусло добавить хмель в начале кипячения, дубильные вещества солода, как более слабые, не взаимодействуют с белками и остаются в растворе, придавая суслу грубоватый вкус.
Для проведения дальнейших стадий технологического процесса приготовления пива требуется биологическая чистота сусла, от которой зависит стойкость конечного продукта - пива. Для этой цели достаточна длительность кипячения 20…25 мин, однако на практике сусло кипятят около 1,5…2 ч. Только длительное кипячение сусла позволит закрепить нужное соотношение отдельных фракций белковых веществ, свертывание некоторых неустойчивых белковых веществ в виде крупных хлопьев, которые в дальнейшем выпадут в осадок и приведут к осветлению сусла.
После кипячения сусло должно хорошо осветляться, т.е. свернувшиеся крупными хлопьями белки должны быстро осаждаться на дне пробного стаканчика, а сусло должно быть прозрачным.
Осветление и охлаждение сусла проводят с целью удалить взвешенные частицы из сусла, понизить температуру до благоприятной для процессов брожения и насытить его кислородом воздуха. Прошедшее через слой хмелевой дробины горячее сусло прозрачно. Но при охлаждении из него продолжают выделяться грубые взвеси, которые образуются во время кипячения сусла с хмелем. Основное количество этих взвесей выделяют из сусла в сепараторе - хмелеотборнике 28 . Горячее пиво поступает в сборник 29 , а затем перекачивается насосом 30 в гидроциклонный аппарат 31 . В нем сусло охлаждают сравнительно медленно до 60…70 С.
При охлаждении сусла выделяются вещества, растворимые в горячем и нерастворимые в холодном сусле. Осадок, образующийся на второй стадии, называется «холодным» или тонким осадком. Осаждение взвешенных частиц - осветление сусла - положительно влияет на протекание последующего процесса брожения и улучшает качество пива.
В горячем сусле кислород растворяется незначительно; с понижением температуры сусла растворимость кислорода (как и других газов) увеличивается. Окислительные процессы за счет поступающего кислорода энергичнее протекают при более высокой температуре: сусло темнеет, резко понижаются хмелевые аромат и горечь. Эти процессы ухудшают качество сусла. Однако кислород содействует коагуляции белков и образованию хорошего осадка в сусле, благодаря чему оно лучше осветляется. Чтобы сократить нежелательные окислительные процессы до минимума, общая продолжительность осветления и охлаждения сусла не должна превышать 100мин.
После этого сусло перекачивают насосом 32 в пластинчатый теплообменник 33 для быстрого охлаждения до начальной температуры брожения: до 6…7 С при низовом брожении или 14…16 С при верховом брожении. Быстрое охлаждение сусла производят для того, чтобы снизить опасность инфицирования.
Разведение чистой культуры дрожжей необходимо для увеличения массы дрожжей из пробирки, получаемой из музейной коллекции, до массы разводки дрожжей, дозируемой в бродильный аппарат. Первые стадии размножения дрожжей осуществляют в микробиологической лаборатории, а затем в производственных условиях на оборудовании линии.
В стерилизатор 34 набирают горячее охмеленное сусло, кипятят и охлаждают до 8…12 С. Охлажденное сусло направляют в бродильный аппарат 35 , куда переносят лабораторную разводку чистой культуры дрожжей. Сбраживание сусла продолжают в течение 3 сут. При этом дрожжи размножаются и их биомасса увеличивается. После брожения из аппарата отбирают часть разводки дрожжей (10 дм 3) в сосуд для посевных дрожжей, где она хранится до следующего пересева. Основную часть разводки дрожжей из аппарата перекачивают во второй бродильный аппарат 36 , в котором дрожжи размножаются в течение 3 сут. Сброженная биомасса поступает в бродильный аппарат 37 вместимостью 1000 дм 3 , куда доливают 300 дал заводского охмеленного сусла, а через 12 ч - еще 400 дал. Через 36 ч забродившее сусло в качестве дрожжевой разводки сжатым воздухом передавливается в ток сусла, поступающего на брожение.
На следующих циклах бродильные аппараты, освобожденные от дрожжей, заполняют стерильным суслом из стерилизатора и засевают дрожжами, хранящимися в сосудах (10 дм 3). Процесс размножения дрожжей в аппарате повторяют многократно до обнаружения в дрожжах посторонней микрофлоры.
Избыточные семенные дрожжи из аппарата главного брожения 42 с помощью вакуум-насоса 39 через промежуточный вакуум-сборник 40 направляются в вибрационное сито 38 . Дрожжи обрабатывают на вибросите для отделения крупных хлопьев белковых веществ и хмелевых смол, а затем тщательно промывают холодной водой температурой 1…2 С. Очищенные жидкие дрожжи поступают в сборник 41 для повторной подачи в аппарат 42 или для отгрузки на реализацию.
Брожение пивного сусла производят в бродильных аппаратах (танках). Бродильные аппараты 42 , 44 и 45 представляют собой закрытые резервуары из нержавеющей стали цилиндрической формы.
В аппарат главного брожения 42 дозируют бродильную смесь, полученную при перемешивании дрожжевой разводки и холодного охмеленного сусла путем продувания стерильного воздуха или диоксида углерода. Брожение в аппарате 42 протекает в несколько стадий. Они отличаются друг от друга и характеризуются изменением внешнего вида поверхности бродящего сусла, изменением температуры, понижением экстрактивности сусла и степенью осветления пива.
Продолжительность главного брожения зависит от экстрактивности сусла и температуры брожения. При холодном способе продолжительность брожения сусла с экстрактивностью 11…13 % составляет 7…8 сут, 14…20 % - 9…12 сут. Главное брожение считается законченным, если произошло осветление молодого пива, а за сутки сброжено 0,1…0,2 % экстракта сусла.
Молодое пиво из аппарата 42 насосом 43 перекачивают в аппараты для дображивания и созревания пива (лагерные танки) 44 и 45 . Дображивание пива проводят при температуре 1…2 С в закрытых аппаратах без контакта с воздухом, под давлением диоксида углерода 0,04…0,06 МПа. Для проведения выдержки пиво под определенным постоянным давлением применяют специальные регуляторы давления, называемые шпунтаппаратами.
Сначала процесс дображивания протекает при открытом шпунтовом отверстии, и только по истечении некоторого времени (через 1…2 сут) танки герметически закрывают. Сразу после перекачки молодое пиво шпунтовать нельзя, так как в танках над пивом имеется 2…4 % воздушного пространства. При повышенном давлении воздух может раствориться в пиве и будет препятствовать процессу созревания. За несколько дней до шпунтования весь воздух над поверхностью пива успеет вытесниться диоксидом углерода.
Общая продолжительность дображивания и созревания пива в аппаратах 44 и 45 составляет 11…90 сут в зависимости от вида приготовляемого пива и принятой технологии. Ход дображивания и выдержки контролируют по убыли экстракта, увеличению содержания диоксида углерода и алкоголя, степени осветления и, наконец, по аромату, вкусу и пенистости. Показателем окончания дображивания является конечная степень сбраживания. Для получения более стойкого пива достигают почти конечной степени сбраживания, разница составляет только 1…2 %.
Наряду с периодическим способом брожения и дображивания пива в нашей стране и за рубежом применяют непрерывные и ускоренные методы. Для получения пива эффективно используют цилиндроконические бродильные аппараты большой вместимости (ЦКБА). Этот аппарат 47 представляет собой выполненный из нержавеющей стали вертикальный цилиндрический сосуд с коническим днищем, оборудованный поясами охлаждения, благодаря которым можно устанавливать индивидуальный температурный режим по высоте. Внутренняя поверхность полированная.
В аппарате 47 совмещены процессы главного брожения, дображивания и созревания пива. Аппарат заполняют суслом и дрожжевой разводкой, причем сусло насыщают воздухом при помощи специального аэратора. Процесс брожения начинают при температуре 9…10 С. В течение первых двух суток температуру повышают до 14 С. Главное брожение заканчивают, когда содержание сухих веществ в сусле снизится до 2,2…2,6 %.
Дображивание и созревание молодого пива начинают с охлаждения нижней конической части аппарата 47 до температуры 0…2 С, при этом происходит осаждение дрожжей. В цилиндрической части аппарата в верхней зоне поддерживают температуру 13…14 С, в нижней - 10…13 С, избыточное давление 0,04…0,05 МПа. После завершения дображивания в рубашку цилиндрической части аппарата подают хладагент и доводят температуру всей массы пива до 0…2 С, что обеспечивает оптимальные условия для его осветления.
Продолжительность процесса в цилиндроконическом аппарате 47 существенно сокращена по сравнению с резервуарными аппаратами 42 , 44 и 45 . Она, прежде всего, зависит от концентрации сухих веществ в сусле. Общая продолжительность брожения и дображивания пива для сусла с экстрактивностью 11 % до 12…14 сут, для 12 % - до 18…20, для 13 % - до 22…25 сут.
Созревшее пиво осветляют на кизельгуровом фильтре 48 , иногда дополнительно подвергают тонкому обеспложивающему фильтрованию в фильтре 49 и собирают в сборник 50 готового пива.
Комплекс оборудования для фасования пива в потребительскую и торговую тару работает следующим образом. Автопогрузчик 51 подает пакеты с пустыми бутылками в пакеторасформировывающую машину 52 и машину для выемки бутылок 53 . Далее с помощью системы конвейеров пустые бутылки через световой экран загружаются в бутылкомоечную машину 54 . Качество мойки контролируют в инспекционной машине 55 . Бутылки заполняются пивом в фасовочной машине 56 и укупориваются в машине 57 . Контроль заполнения и укупорки бутылок осуществляют во второй инспекционной машине 58 , а затем наносят этикетку и оформляют бутылки в этикетировочной машине 59 . После этого бутылки укладывают в ящики в машине 60 , формируют пакеты в машине 61 и направляют эти пакеты автопогрузчиком 62 в экспедицию. При реализации свежего пива без продолжительного хранения нефильтрованное созревшее пиво загружают в мерный сосуд 63 для дозированной подачи в автоцистерны 64 или другие специальные емкости.
Пивовар варит пиво в медном чане
Пиво – хмельной или слабоалкогольный напиток известный с давних времен. Еще древние шумеры занимались пивоварением – так раньше называлось производство. Считается, что после египтян пивоварением активно начали заниматься евреи.
Во времена Средневековья пиво переживает своеобразный пик развития и популярности, поскольку его разрешалось пить как взрослым, так и детям – по причине большей безопасности для здоровья – ведь пиво кипятилось, в отличие от простой речной воды. Сосредоточено пивоварение на тот момент было в монастырях, где монахи развивали технологию производства «жидкого » – такое название пиво получило из-за высокого содержания калорий.
Оборудование для производства пива
Оборудование для производства классифицируется по объемам готовой продукции, которое оно выпускает в течение суток – микро, мини, стандартное и крупные пивзаводы. Микро и мини-заводы приобретаются частными лицами для производства в мелких и средних объемах.
Обязательный набор оборудования включает в себя:
- дробилка для солода и заторно-сусловарочный аппарат;
- фильтрационный аппарат с водогрейным аппаратом;
- насосы для затора и сусла, горячей воды;
- цидроциклонный аппарат с электропарогенераторо;
- теплообменник и раздаточные емкости;
- насосы для зеленого (молодого) и готового пива;
- холодильная установка вместе с дьдогенератором и танками брожения;
- дрожжевые чаны.
Для производства безалкогольного пива используется достаточно часто следующее оборудование: предзаторный чан, который устанавливается на линии подвода дробленого солода из бункера в заторный чан, заторный чан, фильтрационный чан, сусловарочный чан, змеевиковый варочный аппарат, гидроциклонный аппарат.
Качественное оборудование дает высокий выход горячего сусла за варку, при варке можно применять метод декокции, есть возможность использовать высокое давление во время варки, есть в комплекте оборудования вирпул. Качественные баки делаются из нержавеющей стали и все имеют двойные стенки с пенополиуретановой изоляцией. Правильно организованный процесс изготовления сусла исключает непосредственный нагрев сусла электронагревательными элементами.
При производстве данного напитка чаще всего рекомендуют организовать качественное охлаждение помещений, поскольку оборудование нагревает воздух.
Технология производства пива
На сегодняшний день существует несколько классификаций пива, поскольку у европейских и американских специалистов существуют различные взгляды на технологию и типы. Однако в целом есть несколько признаков, по которым можно провести обобщенную классификацию.
Исходное сырье, которое используется в европейских пивоварнях – ячмень, который могут заменять другими зерновыми или злаками. Также пивоваренную технологию производства используют для получения пива из других продуктов – , бананов, трав или даже овощей и фруктов. В основном – это национальные напитки, которые выступают аналогами традиционному пиву. Под гибридными или особыми сотами понимают сочетание различных сортов и использование необычных компонентов для производства.
Классифицируют пиво и по цвету – светлое, темное, белое, красное и смешанное, немного реже используется – полутемное – когда смешивается темное и светлое.
Включает в себя и брожение, по которому также классифицируют пиво – оно может быть или верхового или низового брожения. Есть также классификация по крепости – оно выражается в процентном содержании спирта в готовом напитке. Самое крепкое пиво по стандарту содержит 6-8% спирта. Безалкогольное содержит 0,2-0,1% спирта, который удаляют с помощью нескольких вариантов: вакуумная дистилляция, диализ, подавление брожения, остановка процесса брожения.
Технология производства состоит из следующих этапов - получение солода из зерна злаков, просушка его и очистка от ростков; затирание - когда солод растирается и смешивается с водой; фильтрация полученной смеси - затора в специальной емкости на дробину и неохмеленное сусло. Далее полученное сусло кипятят вместе с хмелем и другими ингредиентами в течение одного-двух часов. После этого перекаченное в вирпул сусло отделяется от нерастворимых остатков хмеля и ячменя. В бродильном резервуаре полученное сусло охлаждается и проходит этап аэрации. Во время следующих этапов - брожения, фильтрации и пастеризации - в сусле дрожжи превращают сахар в спирт и углекислый газ, удаляются остатки неактивированных дрожжей и пиво нагревается до 68-72°C, что увеличивает срок хранения. Весь процесс длится от шестидесяти до ста дней, качество напитка зависит как от продуктов, которые использовались для получения напитка, так и от квалификации специалиста и оборудования, задействованного в процессе приготовления.
Видео как делают:
В основном солод, который является основой для пива, получают из ячменя, и его делят на несколько видов – светлый, когда проросший ячмень просушивают при постепенном повышении температуры. Его делят на три класса – высокий, первый и второй. Признаки готового светлого солода – светлая окраска, сладковатый вкус, характерный солодовый аромат и мучнистый рыхлый эндосперм, высокая осахаривающаяся способность. Сушат его 16 часов. Темный солод получают путем сушки втечение 24-48 часов при постепенном повышении температуры до 105 градусов, против восьмидесяти градусов для получения светлого. Для темного солода классификации нет, и он имеет хрупкий эндосперм и более низкий уровень оспаривающей способности.
Видео про работу завода Guiness от А до Я:
Полезные ссылки
- Наварить миллионы: сколько можно заработать на крафтовом пиве // РБК, интервью с цифрами
