Отделение сусла от хмелевой дробины
Сразу после кипячения сусло отделяют от хмеля в хмелеотборном чане, который устанавливают под сусло варочным котлом.
Хмелеотборный чан представляет собой цилинрический сосуд с коническим дном и крышкой. Хмелеотбоный чан имеет ситчатое дно, мешалку, оросительную систему и органы управления и контроля. Разделение смеси происходит следующим образом . Сусло с хмелем поступает из сусловарочного аппарата в хмелеотборный чан при работающей мешеалке. Хмелевая дробина остается на сите, а сусло проходит сквозь сито и перекачивается на охлаждение.
В хмелевой дробине остается 6-7 л сусла на 1 кг хмеля , поэтому её промывают горячей водой, а промывную воду присоединяют к суслу. Затем аппарат заполняют водой, смешивают с хмелевой дробиной и смесь удаляется в отходы. В хмелеотборном чане вместе с хмелевой дробиной задерживается значительная часть скоагулированных белков.
Осветление и охлаждение сусла
Охлаждение и осветление сусла. Цель охлаждения и осветления сусла - понижение температуры до 6-16 °С, насыщение его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.
В охлаждаемом сусле остаются коагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются. В течение всего процесса охлаждения сусло поглощает кислород воздуха, который при температуре выше 40 °С расходуется на окисление органических веществ сусла, что приводит к потемнению сусла, снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи. Охлаждение сусла сопровождается испарением некоторого количества воды, что приводит к уменьшению его объема и повышению концентрации.
Сусло температурой 20-40°С является благоприятной средой для инфицирующей микрофлоры. Поэтому его охлаждают в две стадии. Первую стадию от 90 до 60°С проводят в течение 2 ч для обеспечения максимального осаждения крупных взвесей, а вторую—от 60 до
6-16°С проводят быстро с использованием пластинчатых теплообменников. Сусло предназначенное для низового брожения охлаждают до 5-7 °С, для верхового
брожения - до 14-16 °С.
Для охлаждения сусла до 60 °С используют холодильные тарелки (тонкий слой сусла толщиной 150-250 мм), отстойный и гидроциклонный аппараты (высокий слой сусла). Сусло охлаждается до 60 °С в тонком слое в течение 2-6 ч, в высоком слое - до 2 ч. По достижении 60 °С сусло перекачивают на вторую ступень охлаждения в пластинчатые теплообменники.
Белковый отстой содержит значительное количество сусла, поэтому его фильтруют или сепарируют, стерилизуют и добавляют в сусло, которое идет на брожение.
Для осветления сусла используют также центробежные сепараторы, которые позволяют быстро получить прозрачное сусло и сократить потери экстракта с отстоем.
После охлаждения до 6-16 °С сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения. Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.
Главное брожение сусла
Перед внесением в бродильный аппарат семенные дрожжи смешивают в отдельном сосуде с холодным пивным суслом из расчета 2-6л сусла на 1 л дрожжей, перемешивают стерильным сжатым воздухом или мешалкой и оставляют на 2-3 ч для разбраживания при температуре около 6С.
Холодное сусло принимают в подготовленный аппарат в таком количестве, чтобы оно покрыло его дно. После этого вводят бродящие дрожжи, перемешивают и заполняют аппарат суслом до полной вместимости.
При наличии в бродильном цехе аппарата для предварительного брожения дрожжи подготавливают в нем в течение 18-24 ч на всю вместимость бродильного аппарата. Вводят их в количестве 0,4- 0,5 л на 10 дал сусла во время спуска сусла первой варки, затем доливают суслом следующих варок. Количество вносимых дрожжей увеличивают до 0,6 л при отсутствии аппаратов предварительного брожения. Заполнение бродильного аппарата считают законченным, когда в нем останется незаполненным около 10% его вместимости.
Сбраживание сусла. Главное брожение протекает в несколько стадий, которые различаются по внешнему виду поверхности сбраживаемого сусла, а также по изменению экстрактивности и степени осветления молодого пива.
В первой стадии брожения, называемой забелом, на поверхности бродящего сусла по периферии появляется полоса нежно белой пены. Эта стадия продолжается 1-1,5 сут и характеризуется интенсивным почкованием и размножением дрожжей, а экстрактивность сусла снижается от 0,2 до 0,5 в сутки.
Вторая стадия брожения – период низких завитков. Характеризуется более интенсивным выделением диоксида углерода, образования густой, компактной, поднимающейся пены, которая по внешнему виду представляет собой завитки красивой формы. Пена вначале белая, постепенно темнеет из-за окисления хмелевых смол и частичного высыхания. Продолжительность стадии 2-3 сут. Экстрактивность сусла в этой стадии понижается на 0,5- 1,0 % в сутки.
Третья стадия брожения – стадия высоких завитков характеризуется наибольшей интенсивностью брожения, максимальной температурой процесса. Убыль экстракта достигает 1-1,5 % в сутки. Пена становится рыхлой, сильно понимается вверх, завитки достигают наибольшей величины, верхние участки завитков имеют коричневый цвет, нижние – белый. Стадия длится 3-4 сут.
В четвертой стадии, называемой стадией опадения завитков, происходит опадение пены, исчезновение завитков, в результате чего поверхность сусла покрывается тонким слоем деки. Опадение завитков продолжается двое суток. Экстрактивность сбраживаемого сусла понижается на 0,5- 0,2 % в сутки.
Каждой стадии брожения соответствуют химические изменения состава сусла и определенная концентрация дрожжевых клеток. По мере сбраживания и понижения рН сусла дрожжевые клетки покрываются слизистой пленкой из веществ, обладающих клеящими свойствами. Соединяясь между собой, они оседают на дно аппарата.
При спиртовом брожении 1 кг сброженного сахара выделяет 628 кДж тепла, что приводит к повышению температуры сусла. Для поддержания в сусле определенного температурного режима через змеевики, установленные внутри бродильных аппаратов, пропускают воду температурой 0,5 – 1С. Вместо змеевиков также используют холодильные пояса, приваренные снаружи к боковым стенкам бродильного аппарата. Такая система охлаждения более удобна и экономична.
Наибольшая температура сусла достигается примерно на 3-й день брожения и её поддерживают на этом уровне 1-2 дня по возможности без колебаний. Затем молодое пиво постепенно охлаждают со скоростью 10С в сутки, так как дрожжи весьма чувствительны к резкому понижению температуры.
Известно, что растворимость СО2 Увеличивается с понижением температуры, поэтому, чтобы сохранить максимально возможную концентрацию растворенного в молодом пиве газа, температуру перед передачей пива на дображивание снижают до 5-4оС. Содержание СО2 в молодом пиве обычно составляет 0,2%.
Молодое пиво перекачиваемое в цех дображивания, должно содержать около 1% сбраживаемого экстракта, чтобы при дображивании получить необходимое насыщение диоксидом углерода.
В готовом пиве нельзя оставлять много сбраживаемого экстракта. Чем меньше разница между степенью сбраживания готового пива и конечной степенью сбраживания, тем больше его биологическая стойкость. Если между этими величинами имеется большая разница, то микроорганизмы готового пива будут размножаться на сбраживаемых веществах готового пива и образовывать муть, снижая его биологическую стойкость и вкусовые качества.
Процесс главного брожения длится около 7 сут с момента введения дрожжей для сортов пива с начальным содержанием экстракта в сусле 11-13% и 8-10 сут для сортов с большим содержанием экстракта.
Перед подачей пива на дображивание с поверхности пива, бродившего в открытых аппаратах, тщательно снимают деку, а в закрытых аппаратах деку не снимают, так как из-за отсутствия процессов окисления пены образуется гораздо меньше, чем в открытых резервуарах, и она не темнеет.
По окончании главного брожения молодое пиво перекачивают в закрытые бродильные танки на дображивание и созревание, а осевшие дрожжи отбирают в приёмный сборник для промывки и подготовки к новому использованию в следующем цикле главного брожения.
Дображивание
Основной целью этой стадии является получение напитка с приятным вкусом, характерным специфическим ароматом и достаточным насыщением диоксидом углерода. Это достигается в результате протекания сложных физико–химических и биохимических процессов в молодом пиве при низкой температуре и избыточном давлении. Молодое пиво содержит примерно 1,5-3,5 млн. дрожжевых клеток в 1 мл. Такого количества дрожжей достаточно для накопления необходимой концентрации спирта в готовом пиве и для нормального насыщения его диоксидом углерода. Избыток дрожжей в молодом пиве вызывает неприятный дрожжевой привкус. В цехе дображивания пиво может находиться несколько недель. Здесь оно приобретает свои товарные свойства. Полнота вкуса, пенообразование и стоикость его во многом зависят от условий, в которых оно дображивает и созревает. Нарушение нормальных условий, в основном температуры и бактериальной чистоты, приводит к порче пива. Поэтому помещение цеха должно быть чистым, сухим, с хорошей приточно- вытяжной вентиляцией. Стены, пол, потолок должны быть теплоизолированы, температура воздуха 0-2оС. Дображивание и созревание проводят в герметичных металлических сосудах (танках).
При дображивании протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно, так как температура значительно ниже, чем при главном брожении, и концентрация дрожжевых клеток, которые оседают в конце главного брожения, меньше. Сбраживание сахаров и созревание пива заканчиваются не одновременно. Сахара могут быть сброжены, а созревание часто еще продолжается. Поэтому период дображивания называют еще и периодом созревания пива. При дображиваниии и созревании пива происходят следующие основные процессы: насыщение диоксидом углерода, осветление, созревание ( окислительно- восстановительные превращения).
При оценке готовности пива в число основных показателей включены концентрации диацетила и органических сернистых соединений.
Научно обоснованных критериев, характеризующих созревание пива, пока нет. В основном при оценке его готовности учитывают органолептические (вкусовые и ароматические) показатели. Практикой установлено, что как мало выдержанное молодое пиво, так и перезрелое имеют плохой вкус и низкую стойкость.
Каждый сорт пива достигает лучшего качества при достаточном насыщении его связанным диоксидом углерода, хорошем осветлении, необходимой степенью сбраживания, мягком и приятном вкусе по истечении определенного времени.
Установлены следующие сроки дображивания пива в сутках ( не менее): Жигулевского-21, Рижского и Московского- 42, Ленинградского-90, Мартовского и Украинского- по 30.
О ходе процессов дображивания и созревания пива судят по уменьшению количества экстракта, увеличению содержания диоксида углерода и спирта, степени осветления, а также по аромату, вкусу и пенистости проб, отобранных из аппарата для дображивания. Учитывают и степень сбраживания экстракта. При достижении почти конечной степени сбраживания получают более стойкое пиво. Если экстрактивные вещества сбродят полностью, то пиво получается стойким, но по вкусовым качествам оно хуже, чем пиво с меньшей степенью их сбраживания.
Осветление
При дображивании и созревании в цехе дображивания пиво осветляется недостаточно, в нем остаются во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов, различные микроорганизмы, образующие муть. Поэтому после дображивания пиво подвергается осветлению сепарированием, или фильтрованием, или тем и другим вместе.
Химический состав пива после этого изменяется незначительно: несколько снижается цветность, потому что красящие вещества адсорбируются на фильтрующих материалах, теряется часть диоксида углерода, а вязкость понижается в результате удаления некоторых коллоидных веществ.
Осветленное пиво охлаждают, дополнительно насыщают диоксидом углерода и разливают в тару.