Фракционирование зерна ячменя

 

Образец 1 - Урса N60 + 0 + 0

Образец 2 - Урса N60 + N30 + 0

Образец 3 - Урса N60 + N60 + 0

Образец 4 - Урса N60 + 0 + N30

Образец 5 - Михайловский N60 + 0 + 0

Образец 6 - Михайловский N60 + N30 + 0

Образец 7 - Михайловский N60 + N60 + 0

Образец 8 - Михайловский N60 + 0 + N30

 

ГЛАВА 3 РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА

3.1 Характеристика сырья и продукции

Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод: светлый, темный, карамельный и жженый. Два последних солода получают из светлого солода путем термической обработки в обжарочном барабане и применяют для темных сортов пива.

Стандартом на пиво (ГОСТ Р 51174-2009 Пиво. Общие технические условия) допускается использование несоложеного ячменя (по ГОСТ 5060-86 - Ячмень пивоваренный. Технические условия), рисовой сечки (по ГОСТ 6292-93 - Крупа рисовая. Технические условия), обезжиренной кукурузной муки (по ГОСТ 14176-69 Мука кукурузная. Технические условия). Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода, — это чистота и соответствие требованиям нормативных документов на продовольственное сырье. Применение несоложеных материалов экономически выгодно, и при приготовлении светлого пива допускается заменять ими до 20 % солода без использования ферментных препаратов.

Качество и ионный состав воды оказывают существенное влияние на формирование органолептических показателей пива. Она должна отвечать всем требованиям, регламентируемым в ГОСТ Р 51232-98. «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества»  т. е. быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без постороннего запаха, с общей жесткостью 2...4 мг • экв/л и рН 6,8...7,3. Оптимальным составом воды, используемой при приготовлении пива, является состав, при котором отношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1. Воду, не удовлетворяющую требованиям по показателям жесткости и солевого состава, подвергают подготовке.

Хмель придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удалению из пивного сусла некоторых белков, подавлению контаминирующей микрофлоры и повышению пеностойкости готового пива. Ароматические вещества хмеля представлены в основном эфирными маслами, содержание которых колеблется от 0,3 до 2 %. Содержание дубильных веществ в хмеле составляет около 3 %. В основном пивоварами используются высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель или различные хмелевые экстракты. Все качественные показатели хмеля, используемого в пивоваренных целях регламентированы ГОСТ 21947-76 «Хмель прессованный. Технические условия»

Дрожжи используются для добавления в охлажденное сусло с целью его брожения. Количество добавляемых дрожжей зависит от характеристик сусла, в среднем 0,5...0,7 л для получения 1 гл пива.

Дрожжи должны иметь консистенцию густой сметаны, при проверке на ощупь не должны быть мажущимися, а при погружении в воду должны хорошо оседать с образованием слабоопалесцирующего слоя. Цвет дрожжей от светло-серого с желтым оттенком до светло-коричневого, вкус — специфически дрожжевой с хмелевой горечью без гнилостного и плесневого запаха. Допускается хранить 2...5-суточный запас семенных дрожжей.

3.2 Особенности технологии производства пива

Производство пива в условиях малого предприятия состоит из следующих технологических стадий: подготовка и дробление солода, получение пивного сусла, брожение пивного сусла, дображивание и созревание молодого пива, фильтрование и фасование готового пива.

Подготовка и дробление солода. Подготовка заключается в очистке зернового сырья от примесей: пыли, остатков ростков и металлических частиц. Поставка солода из-за небольшого его количества осуществляется в мешках, которые хранят в сухом помещении, так как солод гигроскопичен и со временем поглощает влагу. При силосном хранении солода должно предусматриваться, как минимум, два бункера, заполненных на 50...60 %. Солод очищают на полировочной машине и магнитном сепараторе.

Солод измельчают для более полного извлечения экстрактивных веществ из эндосперма зерен. Наиболее эффективно мокрое дробление солода влажностью 30...32 %. При этом обеспечивается оптимальное измельчение эндосперма зерна, но минимально разрушается его оболочка, содержащая вещества, которые снижают качество пива. Кроме того, мелкие частицы оболочки зерна замедляют фильтрование сусла.

Приготовление пивного сусла. Приготовление сусла включает следующие операции: приготовление затора (затирание), фильтрование, кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла. Эти операции выполняют с целью получения водного раствора ценных веществ зернового сырья и хмеля в соотношении, определяемом сортом пива и жизнедеятельностью дрожжей.

Затирание. Целью затирания является перевод сухих веществ солода в растворимое состояние. Солод для сусла и пива является не только источником получения экстрактивных веществ, но и источником ферментов, под действием которых нерастворимые вещества самого солода переходят в раствор.

Фильтрование затора. В процессе фильтрования затор разделяют на сусло (фильтрат) и дробину (твердая фаза). Фильтрование затора состоит из двух стадий: получение первого сусла, т. е. сусла, образующегося при фильтровании затора, и сусла, образующегося при промывании дробины с целью извлечения из нее экстрактивных веществ.

Кипячение сусла с хмелем. Кипячение проводят с целью выпаривания сусла до определенной концентрации сухих веществ в зависимости от сорта пива; осаждения (коагуляции) белков; извлечения из хмеля горьких ароматических веществ, придающих пиву характерный вкус и аромат; стерилизации сусла; инактивации ферментов. Об окончании кипячения сусла с хмелем судят по следующим показателям: содержанию сухих веществ, свертыванию белков и прозрачности сусла. Хорошо прокипяченное сусло, налитое в стакан, должно быть прозрачным с блеском, быстро оседающими крупными хлопьями свернувшихся белков. Прокипяченное сусло отделяют от хмелевой дробины при помощи сита.

Охлаждение и осветление сусла. Эти процессы выполняют с целью доведения температуры сусла до величины, благоприятной для процесса брожения, освобождения охмеленного сусла от взвесей и насыщения его кислородом. Вначале сусло медленно охлаждают до 60 °С, а затем быстро — до 4...6 °С (при подготовке к низовому брожению). Охлаждение сусла ускоряет выпадение в осадок взвешенных частиц, содержащихся в сусле. Насыщение сусла кислородом создает благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей.

Брожение пивного сусла. Сусло превращается в пиво в результате брожения, осуществляемого пивными дрожжами. При низовом способе главное брожение протекает в течение 6... 14 сут в две фазы. В первой фазе в сусле, охлажденном до температуры сбраживания 5...9 °С, происходит бурное брожение с выделением диоксида углерода и повышением температуры, как правило, до 10 °С. Затем сусло охлаждают так, чтобы к концу брожения температура постепенно достигла 4...5 °С. В результате хлопьеобразования дрожжи оседают на дно. Молодое пиво осветляется, и главное брожение считается законченным. Для получения готового пива хорошего качества нужно следить, чтобы в молодом пиве после брожения осталось около 1... 1,5 % экстракта для процесса дображивания.

Дображивание и созревание молодого пива. Для достижения полноты вкуса, увеличения содержания диоксида углерода и дополнительного осветления пиво дображивают в закрытых аппаратах при избыточном давлении 0,03...0,045 МПа и низкой температуре (0...3 °С). После полного сбраживания Сахаров идет процесс созревания пива. Происходят осаждение дрожжевых клеток и коагуляция хмелевых смол. В результате пиво осветляется, исчезает дрожжевой привкус и смягчается привкус хмелевой горечи. Продолжительность дображивания и созревания пива находится в пределах 11...90 сут в зависимости от сорта. В отдельных случаях при выработке элитного пива этот период может составлять от 6 до 9 мес.

Фильтрование. Для получения полностью прозрачного пива проводят фильтрование, так как при созревании полное осветление не достигается. Это достигается при фильтровании через диатомитовый порошок (кизельгур).

Фасование готового пива. Большинство мини-пивоварен реализует пиво в близлежащих барах, кафе, ресторанах или пунктах уличной торговли. Пиво из кизелыурового фильтра перекачивают передвижным насосом в торговый дозатор для отпуска непосредственно потребителю либо фасуют в металлические бачки — КЕГи для транспортирования.

3.3 Организация и принципы функционирования комплекса технологического оборудования для производства пива

Машинно-аппаратурная схема комплекса технологического оборудования Л5-АПК для производства нефильтрованного пива представлена на рисунке 4. Комплекс предназначен для производства нефильтрованного и непастеризованного пива с улучшенными вкусовыми качествами и повышенной биологической ценностью.

В состав оборудования для получения пива входят дробилка 1 для солода и несоложеных материалов, тележка для дробины 2, заторно-сусловарочный 4, заторно-фильтрационный 3 и гидроциклонный 6 аппараты, хмелеотделитель 5, насосы 7, пластинчатый теплообменник 8 с баком для горячей воды 9 и парогенератором 14, а также электросиловой щит с пультом управления и контроля.

 

Рис.4. Машинно-аппаратная схема комплекса технологического оборудования Л5-АПК

Заторно-сусловарочный аппарат 4 оборудован пропеллерной мешалкой с приводом от редуктора и электродвигателя. Для обогрева затора и кипячения сусла он снабжен водяной рубашкой, подогреваемой паром, вырабатываемым в парогенераторе 14. Процесс варки в ряде случаев полностью автоматизирован.

Заторно-фильтрационный аппарат 3 предназначен для отделения сусла от дробины и последующего выщелачивания дробины горячей водой. Он представляет собой цилиндр с коническим днищем, на которое устанавливаются разборное фильтрационное сито и разрыхлительный механизм с приводом.

Гидроциклонный аппарат 6 предназначен для осветления сусла в процессе отстаивания и охлаждения. Аппарат 6 снабжен змеевиком, через который протекает рассол, и имеет два вентиля: один — для подачи сусла в пластинчатый теплообменник 8, второй — для отвода отстойной массы и промывной воды.

Оборудование для брожения и дображивания состоит из четырех вертикальных бродильных аппаратов 10, девяти вертикальных аппаратов дображивания пива 11, емкостей для хранения готового пива 15, фасовочного устройства 16 и холодильной установки 13 с компрессором 12. Также в комплект оборудования могут входить льдоаккумуля-тор, охладитель сусла, ванна для хранения и промывки дрожжей, баллоны с диоксидом углерода, моющая установка.

При работе комплекса Л5-АПК исходное сырье поступает в дробилку 1. Частота вращения ее вальцов колеблется в пределах 380...440 об/мин, длина вальцов обычно составляет 0,4...0,8 м, зазор между вальцами — до 2,5 мм. Дробленый солод загружают в заторно-сусловарочный аппарат 4 для затирания с водой и дальнейшей обработки этой смеси: осаха-ривания, выпаривания затора и кипячения сусла с хмелем. Затирание проводят настойным способом. В аппарат 4 заливают воду температурой 45...50 °С и при непрерывном размешивании добавляют дробленый солод в соответствии с рецептурой приготавливаемого пива. После этого затор медленно (1 °С/мин) подогревают до температуры 52 °С и выдерживают 10 мин (белковая пауза), после чего медленно подогревают до 62,5 °С и выдерживают 30 мин (мальтозная пауза). Затем медленно подогревают до 70...72°С и выдерживают в течение 10...15 мин. При этом происходит полное осахаривание затора.

Осахаренный затор подогревают до 76 °С и перекачивают в фильтрационный аппарат 3 для отделения дробины, после чего прозрачное сусло направляют снова в заторно-сусловарочный аппарат 4 для его кипячения с хмелем при температуре 100...102°С в течение 60...70 мин. Отфильтрованное сусло из аппарата 3 отводят в промежуточную емкость, снабженную теплоизоляцией и насосом.

После фильтрации в дробине остается 30 % сусла, для его извлечения дробину промывают горячей водой при помощи оросителя и разрыхлителя аппарата 3. Воду для промывки подогревают в водонагревателе.

Отфильтрованное сусло из промежуточной емкости перекачивают обратно в заторно-сусловарочный аппарат 4 для кипячения и охмеления. После этого горячее сусло направляют в хмелеотделитель 5 для удаления хмелевых лепестков.

Далее пивное сусло поступает в гидроциклонный аппарат 6. После окончания процесса отстаивания пивное сусло перекачивают для окончательного охлаждения до 6 °С через пластинчатый теплообменник 8. Охлаждение в секциях разделительных пластин производится рассолом.

Охлажденное сусло температурой 5...7 °С перекачивают через аэратор в бродильные аппараты 10 для главного брожения в течение 6...8 сут. Процесс сопровождается выделением теплоты, поэтому сусло охлаждают при помощи змеевика. После главного брожения окончательно сброженное молодое пиво перекачивают без фильтрования в аппараты 11 для дображивания в течение 20...35 сут при температуре 0...1 °С. В этих аппаратах происходят медленное сбраживание Сахаров, осветление, созревание, насыщение пива диоксидом углерода (0,35...0,4 %), при этом оно приобретает характерный для данного сорта вкус. Дображивание происходит при температуре, контролируемой и поддерживаемой автоматически. Рабочее давление поддерживается системой клапанов предельного давления (шпунт-аппаратами).

Созревшее нефильтрованное пиво при необходимости насыщают диоксидом углерода путем подключения баллона с диоксидом углерода к аппарату для дображивания.

По окончании сроков дображивания готовое пиво перекачивают в емкость 15 и при помощи дозатора 16 фасуют в КЕГи. В некоторых случаях пиво из аппарата дображивания перекачивают передвижным насосом в торговый дозатор для отпуска в потребительскую тару.

Техническая характеристика комплекса технологического оборудования Л5-АПК

Годовая производительность, л/год...........................................................190000

Установленная мощность, кВт...................................................................150

Число варок в неделю.....................................................................................4

Потребление сырья на одну варку:

солод, кг.......................................................................................................170

хмель, кг........................................................................................................1,7

дрожжи, кг.......................................................................................................6

вода, м3.............................................................................................................2

Потребление:

электроэнергии, кВт • ч.................................................................................65