Совмещенное брожение сусла идображивание молодого пива в цилиндроконическом аппарате

С внедрением в производство искусственного холода на пивова­ренных предприятиях появилась возможность регулировать заданный температурный режим в отдельных бродильных аппаратах, охлаждая при этом непосредственно пиво, а не помещения.

Это позволило разработать способ ведения брожения и добра-живания в одном вертикальном аппарате цилиндроконической формы. Вместимость аппаратов колеблется от 50 (высота 8 м) до 700 м³ (высота 26 м).

При такой большой высоте столба сбраживаемого сусла в цилинд-роконических бродильных аппаратах наблюдается сильная конвекция сусла (перемещение снизу вверх и наоборот), вызываемая выделением и перемещением вверх пузырьков диоксида углерода и тепловых по­токов жидкости, величина которых зависит от интенсивности броже­ния, регулируемой поддержанием оп­ределенной температуры.

Компактное осаждение дрожжей достигается охлаждением конусной ча­сти аппарата. При интенсивной аэра­ции сусла главное брожение при тем­пературе 13—14°С заканчивается за 7 суток, а дображивание за 5—7 суток, т. е. весь цикл брожения и дображива-ния, например, 11%-ного светлого пива, составляет 13—14 суток, а для 12— 13%-ного светлого — 18—22 суток.

Цилиндроконический бродильный аппарат (ЦКБА; рис. 71) изготавлива­ют из коррозиестойкой стали с поли­рованной внутренней поверхностью.

Дезинфектант

Рис.71. Цнлиндроконический бродильный аппарат

Аппарат имеет четыре охлаждаю­щие рубашки 3 на цилиндрической части и одну рубашку 4 на коничес­кой. Нижняя часть конусного дна съемная (для очистки и мойки, а так­же для визуального осмотра после де­зинфекции). Через люк на верхней крышке внутрь аппарата проходит тру­ба с установленной на ней моющей головкой, соединенной системой тру­бопроводов с насосами и емкостями для дезинфицирующих растворов. Нижняя часть цилиндрической обечай­ки корпуса заканчивается опорным

кольцом 1, с помощью которого аппарат размещается на перекры­тиях здания или на других конструкциях при установке на откры­том воздухе. Аппарат снабжен шпунт-аппаратом, рассчитанным на избыточное давление 0,07 МПа и вакуум-прерывателем с гидрав­лическим затвором присоединным к патрубку 2. '

Аппарат имеет штуцеры с арматурой для подвода сусла, дрож­жей, диоксида углерода, моющих жидкостей, хладоносителя, а так­же на нем установлены датчики контроля и регулирования темпера­туры, датчик предельного верхнего уровня, предохранительный кла­пан и воздушник, снабженный вакуум-клапаном. Для контроля за съемом дрожжей на выходе из конической части аппарата установле­но смотровое стекло. Уровень пива в аппарате, давление и температу­ра регулируются автоматически.

В ЦКБА возможны также другие системы охлаждения аппарата: сегментные трубки с горизонтальной и вертикальной подводкой хла-доносителя, которые формуются методом взрывной формовки; и охлаждающие камеры, поверхностные листы которых в некоторых местах соединены методом точечной сварки.

Отечественные вертикальные цилиндроконические бродильные ап­параты изготавливают с полной вместимостью 95 м³ и рабочей вмести­мостью 80 м². Площадь поверхности охлаждения 44,3 м²; максимальное избыточное давление в аппарате 0,07 МПа, в охлаждающих рубашках 0,4 МПа; габаритные размеры (в мм): 4300*3200* 16500; масса неза­полненного аппарата без тепловой изоляции — около 12т. Цилиндро­конические бродильные аппараты имеют теплоизоляционное покры­тие, что дает возможность устанавливать их на открытым воздухе.

Технология приготовления пива с массовой долей СВ в сусле 11%-ного светлого (Жигулевское) в цилиндроконических бродиль­ных аппаратах состоит в следующем.

Осветленное сусло, охлажденное в пластинчатом теплообменнике до 7-9°С, подают в коническую часть аппарата при открытом венти­ле, соединяющем аппарат с атмосферой через гидрозатвор. Аппарат заполняют в течение суток в два или три приема по мере поступле­ния сусла из варочного цеха. Первые 50% сусла аэрируют стериль­ным воздухом (из расчета 0,5-0,7 м³ на I м³ сусла в час). Такая интенсивность аэрирования дает возможность иметь в сусле перед брожением 4—6 мг/см³ растворенного кислорода.

Вначале, когда суслом заполнено только 2-3% рабочей вмести­мости, в аппарат насосом подают разводку семенных сильносбражи­вающих хорошо агглютинирующих дрожжей низового брожения из расчета 0,04 дм³ на 1 дал сусла. Затем аппарат заполняют суслом на 0,85% его вместимости. Отсчет продолжительности процесса броже­ния начинают с момента поступления сусла в аппарат.

В первые двое суток температура сусла за счет выделяющейся теп­лоты спиртового брожения самопроизвольно повышается от 9~Ю до 13-14"С и поддерживается в этих пределах (путем подачи хладагента в верхнюю охлаждающую рубашку) до достижения видимой конеч-

ной степени сбраживания. Интенсивно протекающий процесс броже­ния обеспечивает снижение концентрации диацетила, что способ­ствует более быстрому созреванию пива.

Охлажденное через верхнюю рубашку бродящее сусло опускается вниз, а более теплое поднимается вверх, чем обеспечивается хорошее естественное перемешивание бродящего сусла.

Когда содержание экстрактивных веществ в пиве снизится до 3,5— 3,2%, аппарат шпунтуют, и в дальнейшем проводят процесс при избыточном давлении 0,05—0,06 МПа, что способствует лучшему на­сыщению пива диоксидом углерода и ускорению оседания дрожжей. Чтобы сбраживаемое сусло не примерзало к стенкам аппарата, тем­пература хладагента, подаваемого в охлаждающие рубашки, должна быть не ниже минус 6°С. В качестве хладагента используют рассол (раствор поваренной соли).

По окончании интенсивного брожения, которое определяется пре­кращением снижения концентрации экстрактивных веществ в пиве в течение 24 ч, пиво охлаждают в конической части аппарата до 1— 2°С для образования более плотного осадка дрожжей и предотвра­щения автолиза. После достижения этой температуры подачу хлада­гента в рубашку прекращают. В цилиндрической части аппарата тем­пературу пива 12—14°С поддерживают еще 1,5—2 суток для ускорения процесса созревания.

В конической части аппарата при низкой температуре происходит оседание дрожжей и образование плотного осадка. На этом заканчивает­ся главное брожение, которое длится около 7 сут. На восьмой день брожения включают подачу хладагента во все охлаждающие рубашки, кроме рубашки в конической части, и температуру пива в аппарате доводят до 1—2°С. Наступает стадия дображивания, которая длится 6—7 сут. Затем из конической части аппарата медленно спускают дрожжи.

При брожении и дображивании пива с массовой долей сухих ве­ществ 11% (Жигулевское) в ЦКБА поддерживают режим, приве­денный в таблице 24.

Таблица 24

Продолжи­тельность процесса, сут	Температура брожения сусла, "С	Массовая доля экстракта в бродящем сусле, %
в цилиндричес­кой части	в коничес­кой части
Первые	9-10	9-10	10-10,2
Вторые	11-12	11-12	8-8,5
Третьи	13-14	13-14	6,5-6,8
Четвертые	13-14	13-14	4-4,5
Пятые	13-14	13-14	Конечная степень сбраживания
Шестые	12-14		-
Седьмые	12-14		-
Восьмые	3-4,5	1-2	-
9-13	1-2	1-2	-

Таблица 25

Продолжи­тельность процесса, сут	Температура брожения (*С) сусла с исходной концентрацией сухих веществ, %	Содержание видимых экстрактивных веществ в бродящем сусле (%) при концентрации их в исходном сусле, %
в цилиндрической части	в конической части
Первые	11-12	11-12	11-12	11-12	10,5-9,5	12,0-10,5
Вторые	12-14	12-14	12-14	12-14	9-8	9,5-8,5
Третьи	12-14	12-14	12-14	12-14	6,5-5,5	7,5-6
Четвертые	12-14	12-14	12-14	12-14	4,5-3,5	5,5-4
Пятые	12-14	12-14	12-14	12-14	3,5-2,5	4,5-3,5
Шестые	12-14	12-14	12-14	12-14	ксс	3,5-2,5
Седьмые	12-14	12-14	7-8	12-14	Конечная степень сбраживания
Восьмые	8-10	12-14	5-6	7-8	—
Девятые	4-6	8-10	2-3	5-6	-
Десятые	1-3	4-5	1-2	2-3	-
	1-2	1-2	1-2	1-2	-
12-18	1-2	1-2	1-2		-
12-22		1-2		1-2	—

Режим брожения сортового пива концентрацией сухих веществ в начальном сусле 12 и 13% в цилиндроконических бродильных аппа­ратах отличается от вышеприведенного режима брожения в основном длительностью процесса (табл. 25). Рекомендуемая норма введения дрожжей 0,05-0,07 дм* на 1 дал сусла.

Через 10-11 суг от начала брожения всех видов пива проводят пер­вый съем дрожжей путем медленного спуска их из конической части аппарата. Перед подачей пива на осветление проводят второй съем дрож­жей в специальный сборник с противодавлением в нем около 0,2 МПа. Из сборника отстоявшееся пиво возвращают в производство, а дрож­жи промывают и хранят при температуре О-1 °С. Конец съема дрожжей определяют визуально через смотровое стекло, следя за появлением свободного от дрожжей пива. После повторного съема дрожжей пиво из аппарата под давлением диоксида углерода (воздуха) не более 0,06 МПа, подаваемого в пространство над жидкостью, направляют на ос­ветление сепарированием или фильтрованием.

Освободившийся от пива аппарат моют водопроводной водой, дезинфицируют и снова моют водой для удаления дезинфицирую­щих средств. При мойке кран выпуска продукта из конической части аппарата должен быть открыт.

Существует технология, по которой главное брожение пива про­водят в одном ЦКБА, а на дображивание его передают в другой.

ЦКБА размещают как вне помещения, так и внутри. Чаще ис­пользуется вариант размещения вне помещения, но зона обслужива­ния аппарата, расположенная на конической части, размещается в одноэтажном помещении, высота которого равна высоте установки опорного кольца. Над аппаратами находятся мостики для обслужива­ния верхней части аппарата.

По сравнению с классическим способом брожения способ со­вмещения брожения и дображивания в одном цилиндроконическом бродильном аппарате имеет ряд преимуществ: продолжительность цикла брожения и дображивания сокращается в 2 раза, улучшаются условия труда и обслуживания аппаратов, устраняются неизбежные потери при перекачивании молодого пива из цеха брожения в цех дображивания пива.

Производственная санитария ибезопасные приемы труда

Сразу после освобождения бродильных аппаратов их внутренние поверхности подвергают механизированной мойке и дезинфекции. Для этого применяют специальную установку, включающую два насоса (центробежный напорный для подачи моющего раствора и поршневой, которым откачивают смывные воды) и три емкости (для чистой воды, циркулирующей моющей жидкости и дезинфи­цирующего раствора).

Мойку и дезинфекцию проводят при помощи устанавливаемых в бродильных аппаратах стационарных или переносных моющих головок, в которые моющую жидкость подают под давлением 0,6—0,8 МПа.

Механизированную мойку бродильных аппаратов проводят в сле­дующем порядке. После спуска пива и отбора дрожжей в моющую головку подают напорным насосом воду из емкости для чистой воды и смывают с внутренней поверхности осадки. Смывные воды порш­невым насосом удаляют в канализацию. Затем напорным насосом подают в систему циркуляционную воду, а поршневым насосом ее возвращают в емкость. После 10—20-минутной циркуляционной мойки внутреннюю поверхность аппарата обрабатывают в течение 10—15 мин дезинфицирующим раствором, а потом ополаскивают чистой водой. Смывные воды удаляют в канализацию.

Температура моющих растворов и воды не должна быть выше 20°С.

При отсутствии установок механизированной мойки и моющих головок моющие препараты наносят на поверхность щетками, остав­ляют на 20—30 мин и смывают,

К чистоте цилиндроконических бродильных аппаратов предъяв­ляют высокие требования. Сначала их в течение 2 ч моют водой для полного удаления с внутренних стенок дрожжей, засохшей пены, хмелевых смол. Затем в коническую часть аппарата подают заранее приготовленный дезинфицирующий раствор, нижний штуцер под­ключают к отсасывающему насосу и подают раствор в верхнюю часть

аппарата через моющую головку, ополаскивая внутреннюю поверх­ность в течение 30-40 мин. После дезинфекции аппарат в течение 2 ч промывают кипяченой охлажденной водой.

В качестве дезинфицирующих средств для алюминиевых аппара­тов применяют 2%-ный раствор формалина или кислый эльмуцид (смесь растворов азотной кислоты и нитрата калия) и катапин. Для аппаратов из другого металла используют 2%-ный раствор хлорной извести и катапин. Катапин применяют в виде 1%-ного раствора, з из него готовят рабочий раствор путем разведения его водой в соот­ношении 1:50 (200 см³1%-ного катапина на 10дм³ воды).

Для дезинфекции алюминиевых емкостей щелочные дезинфици­рующие вещества — хлорную известь, антиформин, каустическую и кальцинированную соду не применяют. Пивной камень с поверхнос­ти алюминиевых аппаратов удаляют 17— 19%-ным раствором азотной кислоты или 5—15%-ным раствором сульфаниловой кислоты

С поверхности емкостей из черного металла, имеющего антикор­розионное покрытие, пивной камень удаляют нанесением смеси ос­таточных дрожжей с 15-20% серной кислоты после выдержки смеси не менее трех часов.

Пивопроводы между цехом главного брожения и дображивания моют холодной водой после каждого спуска молодого пива, а раз в неделю дезинфицируют. Другие пивопроводы и резиновые шланги до начала и после окончания работ промывают водой и два раза в неделю проводят их дезинфекцию антиформином, каустической со­дой, катамином-АБ, заполняя их на 24 ч, затем тщательно промыва­ют. Шланги после окончания работ хранят на специальных стойках. При этом концы шлангов не должны находиться на полу.

Мойку и дезинфекцию бродильных аппаратов проводят в резино­вых сапогах, фартуке, перчатках и защитных очках. При осмотре внутренней поверхности применяют специальные светильники на­пряжением не более 12 В.

Вход работающих внутрь бродильной емкости разрешается только после освобождения ее от диоксида углерода, в присутствии другого работающего, стоящего снаружи.

Диоксид углерода из технологических емкостей удаляют отсасы­ванием вакуум-насосом, интенсивным вентилированием, разбрыз­гиванием воды моющими головками. Отсутствие диоксида углерода в емкости проверяют, опуская в нее горящую свечку на специаль­ном держателе или используя прибор для определения концентрации диоксида углерода.

Все сусло- и пивопроводы, резиновые шланги тщательно промы­вают и один раз в сутки дезинфицируют антиформином или 0,5%-ным раствором формалина, заполняя их на 2 ч.

Помещения цехов брожения и дображивания должны быть обору­дованы приточно-вытяжной вентиляцией. Воздух из них отсасывают у пола. В бродильном отделении обязательно должен быть прибор для

определения концентрации диоксида углерода, а также два шланго­вых противогаза и два спасательных пояса. Содержание диоксида уг­лерода в цехе брожения допускается не более 0,1%.

Применение термометров и других приборов с ртутным наполне­нием не допускается.

На бродильных аппаратах должна быть надпись: «Осторожно! Ди­оксид углерода» и знак опасности.

Для рабочих в цехах брожения и дображивания должны быть ком­наты обогрева, оборудованные приточно-вытяжной вентиляцией и аптечкой.

Цехи варочный, брожения, розлива должны иметь световую или звуковую сигнализацию и телефонную связь между собой и админи­страцией завода.

Контрольные вопросы

1. Какими параметрами характеризуются главное брожение и доб-
раживание пива?

2. Какое строение имеет клетка пивных дрожжей?

3. Каков химический состав дрожжей?

4. Охарактеризуйте фазы развития пивных дрожжей.

5. Что такое автолиз дрожжей?

6. Какие дрожжи применяют в пивоварении?

7. Какие расы дрожжей применяют в пивоварении?

8. Что такое степень сбраживания?

9. Каков порядок разведения чистой культуры дрожжей?

10. Как устроен бродильный аппарат?

11. Перечислите основные процессы, протекающие при главном
брожении, и охарактеризуйте их.

12. На какие стадии делят процесс главного брожения, и какими
внешними признаками они характеризуются?

13. Какие факторы влияют на оседание дрожжей в конце брожения?

14. Сколько суток длится главное брожение, и при какой темпе­
ратуре?

15. Как готовят семенные дрожжи для повторного использования?

16. Каковы причины затухания главного брожения?

17. Какие меры нужно принять, чтобы ликвидировать затухание
брожения?

18. Какие процессы протекают при дображивании?

19. Как происходит созревание пива?

20. Как проводят дображивание и созревание пива периодическим
способом?

21. Как устроен и как работает цилиндроконический бродильный
аппарат?

22. Каков порядок мойки и дезинфекции бродильных аппаратов?