Новые перспективы приготовления пивного сусла Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ТЕХНОЛОГИЯ -

Новые перспективы приготовления пивного сусла

1Ю.А. Калошин, Е.В. Ильина

Московский государственный университет технологий и управления

Цель процесса приготовления пивного сусла — получение водного раствора ценных сухих веществ зернового сырья и хмеля в соотношении, определяемом сортом вырабатываемого пива при минимальных затратах и потерей сырья.

Сделать этот сложный процесс наиболее эффективным можно путем расширения знаний теоретических основ и успешной их реализации на практике.

Получение пивного сусла включает несколько стадий, отличающихся целями и протекающими при этом процессами, а именно: подготовка сырья, затирание для получения осахаренного затора, разделение затора на жидкую и твердую фазы (фильтрование), кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла.

Несмотря на то, что в технологии производства сусла за последние годы не произошло коренных изменений, проводимые исследования в этой области позволили яснее представлять процессы,

происходящие при затирании, оптимизировать степень измельчения солода и фильтрования затора с целью ускорения общего процесса приготовления пивного сусла. Кроме того, данные исследования способствовали дальнейшему совершенствованию стадий кипячения сусла с хмелем, а также операций осветления и охлаждения сусла.

Основные факторы, влияющие на процесс приготовления пивного сусла, — качество используемого сырья (солода, несоложеных материалов, хмеля), состав помола и воды затирания, технологические режимы и параметры затирания, фильтрования, кипячения сусла с хмелем, обработки готового сусла, виды применяемого для этих целей оборудования.

Пивное сусло готовят периодическим способом и непрерывным.

Известны два метода затирания: на-стойный и отварочный. Из отварочных

способов на практике пивоварения применяют одно-, двух- и трехотварочные способы. Общим для отварочных и на-стойного методов является постепенный нагрев затора до температуры осахари-вания (72...75 °С) с выдержками при температурах, оптимальных для проведения протеолиза (50.52 °С) и амило-лиза (62.65 °С). Далее осахаренный затор передают на фильтрование.

Отличие между методами: в настой-ном температура затора повышается в результате подогрева всей заторной массы до предусмотренных температур, а в отварочном — за счет подогрева и кипячения отдельных частей затора и их возврата к общей заторной массе.

Преимущество настойного метода в том, что упрощается сам процесс приготовления затора, который богаче ферментами, так как последние не инакти-вируются при кипячении, пиво глубоко сбраживается, снижается продолжительность затирания по сравнению с от-варочным методом на 70-100 мин, что в общей сложности составляет около 3-3,5 ч, кроме того, экономятся пар и электроэнергия.

Широкое распространение этот метод получил за рубежом, особенно в Великобритании. В России наиболее распространен двухотварочный способ.

Рассмотрев существующие методы и способы приготовления пивного сусла, применяемое технологическое оборудование, можно сделать вывод, что наиболее трудоемки и мало изучены процессы затирания и фильтрования. Пока не найдено оптимального решения для перемешивания заторной массы. Поэтому целью научно-исследовательской работы было изучение данных процессов.

Для реализации намеченной программы исследований были разработаны приборы, на которых в лабораторных условиях определяли физико-химические свойства заторной массы и пивного сусла в зависимости от режимов механической, гидродинамической и совместной обработки. На основании проведенных исследований была разработана установка (см. рисунок).

С целью изучения вопроса о влиянии конфигурации мешалок на исследуемый продукт (механическая обработка) были изготовлены и подобраны четыре типа мешалок различной конфигурации: лопастная двухрядная, якорная, пропеллерная, комбинированная, вращающиеся в различном скоростном режиме. Частота вращения была увеличена со 100 мин-1 до 200, 250, 300 и 400 мин-1 с помощью клиноременной передачи, установленной на валах мешалок.

Как видно на схеме, с помощью изготовленных шкивов одновременно можно изменять скорость вращения меша-

АВЕ-042-2М43

Схема экспериментальных установок для механической, гидродинамической и совместной обработки заторной массы

п1 = 100 мин

12И !ПИВО " НШИТКИУ 4 • 2005

ТЕХНОЛОГИЯ

лок в двух стаканах. Эксперименты проводили по следующей схеме: в сухой стакан отвешивали 50,0 г исследуемого солода, приливали дистиллированную воду объемом 200 см3, нагретую до температуры 47 °С, затем стакан помещали на водяную баню установки. В двух стаканах размещали мешалки различной конструкции — якорную и пропеллерную. С помощью клиноременной передачи скорость вращения мешалок увеличивали до 200 и 250 мин-1, тогда как в двух других стаканах затирание заторной массы и осахаривание происходило обычным способом при частоте вращения мешалок 100 мин-1 (контрольный вариант).

По окончании процесса варки заторной массы происходил процесс фильтрования. Затем меняли шкивы и новый затор обрабатывали при скоростях 300 и 400 мин-1. Далее на следующем этапе в стаканы помещали лопастную и комбинированную мешалки. Для гидродинамической обработки заторной массы был подобран насос-компрессор МК-Л1М, состоящий из насоса и микрокомпрессора с двумя полихлорвиниловыми магистралями для циркуляции заторной массы из экспериментального стакана через компрессор и обратно.

Гидродинамическая обработка заторной массы заключалась в следующем: на дно стакана опускали один конец трубки, по которой шел забор заторной массы; из второго конца трубки шел возврат заторной массы в стакан. Циркуляцию осуществляли с помощью насоса-компрессора. Диаметры трубки были различными. Подбор диаметров осуществляли практически, он определялся возможностью насоса, а также показателями качества обработки заторной массы.

Циркуляция заторной массы проходила в течение всего периода варки в экспериментальных стаканах. Механическому перемешиванию заторную массу не подвергали.

Результаты, полученные при исследованиях влияния на технологические параметры пивного сусла отдельно механической и гидродинамической обработки заторной массы, подтвердили вывод о создании совместной обработки. Для этого была создана экспериментальная установка.

Она состояла из мешалок различной конфигурации, которые можно было менять, шкивов и ремней для изменения частоты вращения мешалок; крышки с отбойными пластинами и отверстиями

для входа и выхода заторной массы при циркуляции; трубопроводов с различными диаметрами; насоса-компрессора для обеспечения движения заторной массы. По окончании обработки заторной массы проводили фильтрование.

Экспериментальные исследования и математическая обработка данных, полученных при совместной механической и гидродинамической обработке заторной массы, показали, что при частоте вращения комбинированной мешалки 250 мин-1, диаметре трубопровода гидросистемы 6 мм и объемном расходе 1,66-10-8 м3/с экстрак-тивность пивного сусла максимально приблизилась к экстрактивности солода, а продолжительность фильтрования сократилась на 33,4 % по сравнению с контрольной.

ЛИТЕРАТУРА

1. Калунянц К.А., Яровенко В.Л. и др. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. — М.: Колос, 1992.

2. Калошин Ю.А., Ильина Е.В. Экспериментальные установки для механической и гидродинамической обработки заторной массы//Биотехно-логия и управление. 1995. № 2-3. С. 32.

3. Калошин Ю.А., Ильина Е.В. Пути интенсификации процесса приготовления пивного сусла// Биотехнология и управление. 1995. № 2.

4•2005

ПИВО " "ЛПИТКИ