Поглощение воды зерном ячменя

Водопоглощение происходит в основном через капилляры, выходящие в основании зерна, вследствие чего в первые часы влажного замачивания зародыш, начиная от щитка, поглощает воду значительно быстрее, чем другие его части (за исключением цветочной оболочки).

В первые 4-8 ч замачивания поглощение воды велико, но по мере приближения к точке насыщения его интенсивность быстро снижается и определяется способностью ячменя к набуханию. Водопоглощение зависит от следующих факторов.

· Свойства ячменя. Полным зернам требуется больше времени для достижения той же влажности, чем слабым, однако на эти различия оказывает влияние и способ замачивания. Например, если чисто или преимущественно преобладающее «мокрое» замачивание вызывает заметные расхождения в водопоглощении крупных и мелких зерен, то продолжительные воздушные паузы способствуют существенному выравниванию процесса водопоглощения, что делает возможным даже совместное замачивание ячменя I и II сортов. Исходная влажность ячменя не имеет особого значения, в отличие от структуры зерна, зависящей от условий года созревания зерна. Ячмень, выросший при жаркой и сухой погоде, характеризуется медленным водопоглощением, как и ячмень, не достигший солодовой зрелости (последний проявляет, как правило, четко выраженную водочувствительность). В ячмене, богатом белками, медленное водопоглощение обнаруживается лишь тогда, когда из-за условий роста и уборки урожая структура их зерна оказывается неблагоприятной для поглощения воды (в противном случае у партий ячменя урожая одного года различия не обнаруживаются). Кроме того, водопоглощение зависит от сорта ячменя.

· Температура замочной воды. Чем теплее вода для замачивания, тем быстрее происходит водопоглощение. В качестве нормальной температуры принята температура 10-12 °С; содержание в воде солей жесткости (или других ионов) особого значения для водопоглощения не имеет. Чтобы добиться влажности 43 % при разной температуре воды для ячменя одного сорта, необходима следующая продолжительность замачивания: 9 °С - 78 ч, 13 °С - 54 ч, 17 °С -46 ч, 21 °С - 28 ч. Наиболее физиологически благоприятной температурой воды в случае применения преимущественно «мокрого» замачивания является температура 12-13 °C.

· Способ замачивания. Водопоглощение при чисто «мокром» замачивании происходит медленнее, чем при замачивании с воздушными паузами. Особо благоприятное действие оказывают длительные воздушные паузы между отдельными стадиями «мокрого» замачивания. Например, для получения указанной влажности зерна 43 % достаточно 12-часовой фазы «мокрого» замачивания при общей продолжительности замачивания 52 ч.

Снабжение зерна кислородом

С повышением влажности усиливается дыхание зерна и его потребность в кислороде, который должен в достаточном количестве доставляться к зерну на протяжении всего периода замачивания. На каждую молекулу потребляемого кислорода образуется одна молекула диоксида углерода. Коэффициент дыхания, то есть отношение CO₂ к O₂, равен 1, но при недостатке кислорода образуется избыток CO₂, и коэффициент дыхания становится больше 1. Впоследствии избыток CO₂ порождает спиртовое брожение, при котором может произойти отравление зародыша продуктами обмена веществ - спиртом и диоксидом углерода.

Целые ячменные зерна даже при нормальном доступе воздуха сначала претерпевают легкое спиртовое брожение до тех пор, пока зерно не прорастет и будет прорвана цветочная оболочка. При этом зародыш вступает в контакт с наружным воздухом, и накопленный спирт исчезает в результате интрацеллюлярного окисления.

К неравномерному росту может уже привести содержание спирта 0,1 %. Высокая температура замачивания повышает образование спирта - как и отсутствие кислорода при замачивании и проращивании. При указанных условиях концентрация спирта может достигать даже нескольких процентов, что ведет к торможению роста. При правильно проводимом замачивании с применением соответствующих воздушных пауз образуется незначительное количество спирта - чем быстрее наступает начало прорастания зерна, тем оно меньше.

Образующийся диоксид углерода оказывает постоянное тормозящее действие на рост, препятствуя полному использованию кислорода, в связи с чем следует в максимальной степени удалять CO₂ (особенно во время воздушных пауз). Если эти факторы не учитывать, то продукты анаэробного обмена веществ вызывают тяжелые повреждения зародыша. При интрамолекулярном дыхании замачиваемый материал приобретает эфирный, кислотный, а в некоторых случаях даже гнилостный запах. Зерно теряет прочность и приобретает способность к избыточному водопоглощению, причем теряется его прорастаемость.

Потребность ячменя в кислороде особенно велика, когда зерно в конце периода покоя перед прорастанием имеет еще высокую водочувствительность (так ведет себя ячмень, хранившийся в плохих условиях). При замачивании необходимо тщательно следить за водочувствительностью ячменя (особенно при использовании крупных аппаратов для замачивания и пневматических солодорастильных установок) и подводить достаточное количество кислорода в периоды воздушных пауз, а также экономно дозировать воду с учетом физиологических особенностей ячменя.

Очистка ячменя

При замачивании происходит очистка ячменя: загрязнения отделяются и при заполнении водой аппарата для замачивания всплывают и уносятся. Ионы, растворенные в воде, обволакиваются веществами цветочной оболочки и усиливают или ослабляют эффект смыва. На моющее действие воды благоприятно влияют ионы бикарбоната натрия. Разнообразное применение находят химические добавки, действие которых в последнее время зачастую переоценивают. Общепринятое прежде добавление щелочей или перекиси водорода в настоящее время в соответствии с положениями пищевого законодательства ФРГ не допускается.

Биологическое загрязнение воды при значительном количестве микроорганизмов, попадающих в нее с ячменя, первостепенной роли не играет.

Потребление воды

Для получения влажности проращиваемого зерна 47-48 % требуется всего 0,7 м³ воды на 1 т зерна. В зависимости от применяемого способа замачивания и установки для замачивания на практике потребление воды намного больше. При размягчении замачиванием потребность в воде составляет 1,8 м³/т ячменя, для простой смены воды требуется 1,2 м³, для перекачивания из одного замочного чана в другой необходимо от 1,5 до 1,8 м³, для «мокрой» выгрузки замоченного зерна - 1,8-2,4 м³. При практиковавшемся ранее воздушно-водном замачивании с 7-кратным добавлением воды, двукратным перекачиванием и «мокрой» выгрузкой замоченного зерна требовалось около 11 м³/т воды, тогда как при современных методах замачивания с трехкратным подведением воды необходимо немногим более 5 м³/т. Путем правильного подбора уровня перелива замочной воды в соответствии с объемом ячменя и отказа от перекачивания при возможности интенсивного перемешивания зерна сжатым воздухом можно дополнительно сэкономить 0,8-1,5 м³/т. Повторное использование второй замочной воды (например, для «мокрой» выгрузки замоченного зерна) позволяет еще более снизить расход воды. Эти меры, хотя и требуют дополнительного резерва воды, могут оказаться целесообразными при высокой стоимости воды или больших затратах на утилизацию сточных вод. Сокращение числа «мокрых» замачиваний соответственно требует усиленного увлажнения зерна при проращивании. Дальнейшее снижение расхода воды возможно при использовании водных шнеков, которые несмотря на применение теплой воды (температурой до 30 °С) позволяют добиться влажности зерна лишь около 25 %. Расход воды в данном случае (в зависимости от интенсивности процесса промывки) составляет 1,2-2,0 м³/т. Если же вода расходуется исключительно на орошение в солодорастильном аппарате, то расход воды (0,9 м³/т) лишь незначительно превышает теоретическую величину. Тем не менее при подобной технологии требуется предварительная интенсивная очистка ячменя.

Аппараты для замачивания

1.3.5.1. Замочные аппараты изготавливают из листов нержавеющей стали или железобетона. Нержавеющая сталь упрощает очистку и мойку оборудования и уход за ним, так что в последнее время замочные аппараты из бетона также облицовываются листами из нержавеющей стали. Для равномерной обработки замачиваемого материала желательно применять аппараты круглого или квадратного поперечного сечения. Нижнюю часть делают конической формы, что облегчает опорожнение аппарата.

1.3.5.2. Вместимость замочных аппаратов рассчитывают с учетом объема замачиваемого количества ячменя, увеличения объема материала в ходе замачивания и дополнительного объема для перемещения ячменя. С учетом этих требований для замачивания 1 т ячменя требуется 2,2-2,4 м³. Общая вместимость всех замочных аппаратов должна рассчитываться на максимальную продолжительность замачивания, включая время заполнения, слива, выгрузки и очистки. Если взять за основу современные методы замачивания, то среднее время загрузки аппарата составляет 52-54 ч, что требует установки соответственно трех замочных аппаратов. Зачастую продолжительность замачивания рассчитывают из 24-28 ч, а фазу проращивания переносят в солодорастильный аппарат. В этом случае требуется лишь два замочных аппарата. Дальнейшее ограничение времени замачивания может при известных условиях излишне сократить воздушные паузы. Количество замочных аппаратов зависит также от производительности солодорастильной установки. Для равномерной обработки замачиваемого материала рассчитывают отдельный аппарат для замачивания обычной конструкции (с конусом) максимум на 50 т замачиваемого ячменя. Следует избегать слишком глубокого замачивания, так как при прочих равных условиях оно значительно осложняет аэрацию и позднее проращивание идет неравномерно. Аппараты для замачивания большей емкости делают прямоугольными с несколькими конусными выпусками.

1.3.5.3. Устанавливают замочные аппараты между емкостями с зерном и солодорастильными ящиками. При «мокром» замачивании расположение аппаратов не имеет особого значения, однако следует избегать перемещения замачиваемого материала на слишком большие расстояния и на большую высоту, так как при транспортировании проросший материал может быть поврежден.

1.3.5.4. Замочное отделение. Если замочные аппараты открытые, помещение замочного отделения не должно зависеть от внешних температур: зимой его подогревают до температуры 15 °С, а летом охлаждают примерно до 12 °С. Кроме того, необходимо позаботиться о кондиционировании воздуха в отделении до влажности 85-90 %, так как она может изменяться под действием вытяжного эффекта вентиляторов для CO₂.

Для предотвращения кондиционирования всего замочного отделения влажным воздухом целесообразно закрыть отдельные чаны крышками и вмонтировать в них систему кондиционирования.

Конструкция аппаратов для замачивания в последние годы совершенствуется и значительно усложняется. К имевшимся ранее магистралям для подвода и отвода воды, отверстиям для выгрузки и слива всплывшего ячменя добавляются устройства для перекачки замоченного зерна, вентиляции под давлением, удаления диоксида углерода и орошения.

1.3.5.5. Система впуска и выпуска воды должна обеспечивать быструю смену воды так, чтобы можно было точно выдержать продолжительность «мокрого» замачивания. Длительность заполнения и разгрузки отдельного аппарата для замачивания не должна превышать 1 ч.

Орошение материала с помощью распылительных форсунок в меньшей степени предназначено для подвода воды - его цель - увлажнение воздуха, поглощаемого поверхностью зерна. Этот способ позволяет в определенных условиях предупредить повышение температуры. Распылительные форсунки должны быть установлены по всей площади замочного аппарата.

1.3.5.6. Перемещение материала из одного аппарата в другой производится при помощи насосов для замачиваемого материала, конструкция которых должна предотвращать повреждение замачиваемого зерна (прежде всего ростков на стадии прорастания). Установка перфорированных отделителей позволяет удалять загрязненную воду. Перекачка способствует хорошей очистке зерна, но не обеспечивает удовлетворительного перемешивания, так как находящееся в конусе зерно снова попадает вниз.

1.3.5.7. Подача сжатого воздуха в небольшие замочные аппараты производится с помощью простого переносного нагнетателя, а в крупные - с помощью вертикальных труб, через которые замачиваемое зерно подается в нижнюю часть эрлифтной трубы и с помощью сжатого воздуха равномерно распределяется сверху. Нередко распределение ячменя происходит при помощи центробежных труб, в которых обеспечивается перемешивание материала. Хорошей аэрации содержимого способствуют также кольцевые барботерные трубки с мелкими отверстиями, располагаемые над затвором аппарата на определенном расстоянии. В час на ворошение 1 т материала требуется около 15-25 м³ всасываемого воздуха, давление которого в зависимости от высоты аппарата может составить 0,2-0,5 MПa. Из-за этого происходит повышение температуры материала, которое следует учитывать при проведении 10-15-минутной аэрации. Если ворошение при влажной аэрации достаточно интенсивно, от упомянутой перекачки можно отказаться, поскольку каждый аппарат для замачивания, а соответственно, и каждая их группа одинаково пригодны для замачивания и спуска замоченного материала. Благодаря этому можно получить значительную экономию воды (при каждой перекачке определенное количество воды неизбежно уходит в стоки).

1.3.5.8. Удаление диоксида углерода из аппарата для замачивания осуществляется вакуумными насосами. Если необходимо удалить только диоксид углерода, то при производительности насоса 15 м³/т в час достаточно каждый час осуществлять откачку в течение 10-15 мин. Если при длительном (12-20 ч) воздушном замачивании необходимо не только удалять CO₂, но и вентилировать и охлаждать материал, то на 1-е сутки замачивания производительность насоса должна составлять 50, а в следующие дни - 100-120 м³/т в час. При дополнительном подключении к существующим установкам для замачивания более мощных насосов может случиться, что из-за закупорки слежавшимся ячменем малая свободная поверхность сит затвора замочного аппарата не обеспечит подачи нужного количества воздуха. Во избежание этого в нижней трети конуса следует размещать блок сит, который вместе с обычной трассой вентиляции через сита днища обеспечит равномерное удаление воздуха.

1.3.5.9. В новых замочных аппаратах с плоским днищем круглой формы пространство под ситчатым днищем делают коническим. Высота материала даже в 250-тонных аппаратах составляет около 3 м. При этом днище должно способствовать равномерному перемещению воздуха с CO₂ во время воздушных пауз и позволять проводить тщательную очистку. Внизу под решеткой около центральной опоры разгрузочного устройства размещают конический разгрузочный резервуар (с углом наклона стенок 60°) для выгрузки влажного и сухого продукта. Чаще всего предусматривают четырехконусное пространство, из которого с помощью лопастей одинаковой ширины, вращающихся с регулируемой скоростью, выгружают зерно в солодорастильный аппарат. Нагнетательная вентиляции во время «мокрого» замачивания проводится через жестко вмонтированные форсунки или через вращающуюся трубку с отверстиями. Такое устройство может использоваться также для очистки решетки снизу. Аппараты прямоугольной формы с перемещаемыми вверх-вниз решетками (системы Lausmann, см. раздел 1.5.3.5) позволяют экономить воду при «мокром» замачивании путем опускания решетки. Ворошитель выравнивает верхний слой продукта или транспортирует его в устройство для выгрузки, из которого влажный или сухой продукт выгружается в солодорастильный аппарат.

Замочные аппараты с плоским днищем применяются также для повторного замачивания, для чего используют специальные емкости для замачивания зерна перед проращиванием с опрокидывающейся решеткой.

Относительно новой конструкцией для замачивания ячменя является замочный аппарат барабанного типа, загружаемый с помощью шнека. Загрузка партии массой 180 т длится около 5 ч. Благодаря вращению барабана ячмень попеременно контактирует с водой и воздухом. Вода течет противотоком, то есть на ячмень с влажностью 30 % подается свежая замочная вода, а ячмень на входе в аппарат впервые контактирует с водой незадолго до точки слива загрязненной воды.

Очевидно, что подобные дорогостоящие замочные аппараты применяются в основном для увеличения мощности имеющихся солодорастильных аппаратов. В данном случае часть процесса проращивания переносится в замочный аппарат, соответствующим образом дооборудованный. Для описанных ниже способов замачивания продолжительностью 24-26 ч в большинстве случаев достаточно вентилируемых замочных аппаратов с коническим днищем и указанными выше узлами. Тем не менее применяются также сочетания барабанных замочных аппаратов с аппаратами с плоским днищем.

Способы замачивания

1.3.6.1. Традиционное замачивание. Замачивание зерна удобнее производить при подаче зерна из расположенной выше емкости, куда тщательно очищенное и отсортированное зерно поступает от автоматических весов. Ячмень ссыпается через распределитель в аппарат для замачивания, заполненный водой до определенного уровня. Тяжелый ячмень медленно погружается на дно, легкий всплывает вместе с прочими легкими примесями на поверхность воды. Образовавшийся сплав собирается в переливной емкости и затем высушивается. Количество его в зависимости от чистоты замачиваемого ячменя может составить 0,1-1 %. Сильная вентиляция способствует интенсивному движению зерен, очистке замачиваемого материала, подъему сплава и прочих загрязнений. Первая замочная вода - это вода для промывки, которая в зависимости от степени загрязнения сменяется уже через несколько часов. Последующая замена воды осуществляется через 12-24 ч в зависимости от степени загрязнения ячменя, температуры воды и продолжительности замачивания. Оставление материала без воды между ее сменами осуществлялось по-разному. Это мероприятие должно было обеспечить лучшую аэрацию ячменя, так как при исключительно «мокром» замачивании даже при длительной подаче свежей воды растворенный в воде кислород поглощается в кратчайший срок. В процессе совершенствования метода воздушные паузы стали занимать 50 и даже 80 % общей продолжительности замачивания. Наличие адгезионной воды снаружи зерна не только способствует во время воздушного замачивания равномерному повышению степени замачивания, но и ведет к сокращению его общей продолжительности и ускорению прорастания. При традиционных способах замачивания аэрация осуществляется в течение 10-15 мин каждые 1-2 ч. В зависимости от стадии замачивания образуется 3-5 % об. CO₂, который вымывается при распылении воды в ходе воздушной паузы с одновременной вытяжкой. Промывная вода помогает поддерживать температуру продукта в желаемом диапазоне. Продолжительность замачивания до содержания влаги в ячмене 43-45 % составляет 60-70 ч. Желательно применять 3 аппарата замачивания и более.

1.3.6.2. Современные способы замачивания. Эмпирические методы замачивания с течением времени заменялись способами, при которых стремились к получению заданной степени замачивания за более короткие промежутки времени. При увеличении длительности воздушных пауз это приводило к совершенно определенному физиологическому поведению зерна. При влажности 30-32 % и воздушном замачивании продолжительностью 14-20 ч водочувствительность ячменя уменьшается (см. раздел 3.4.1.2). При влажности 38% в период воздушной паузы в течение 14-24 ч ожидается равномерное прорастание материала.

Продолжительность воздушной паузы зависит от физиологического состояния зерна: ячмень, выращенный в теплых и сухих условиях, может стремительно и интенсивно развиваться - он характеризуется низкой водочувствительностью, и для него требуется сокращенная по возможности воздушная пауза продолжительностью 14 ч. Напротив, ячмень, выращенный во влажных и холодных погодных условиях, характеризуется более медленным ростом зародыша и выраженной водочувствительностью, и для него требуется более продолжительная воздушная пауза - 20-24 ч. К повторному «водному» замачиванию стремятся достичь уровня содержания влаги 38 %. В таком случае в течение 14-24-часовой воздушной паузы ожидают равномерного прорастания. Было бы совершенно неверным добавлять воду (даже только путем орошения) перед одновременным прорастанием ячменя при содержании 95 % жизнеспособных зерен, так как это всегда приводит к неравномерному проращиванию. После этого момента путем повторного мокрого замачивания достигается влажность 41,5-43,0 %, которая затем увеличивается путем орошения в солодорастильной установке до окончательной влажности 44-48 %.

Чтобы обеспечить равномерную обработку материала, во время «мокрого» замачивания необходимо осуществлять ворошение сжатым воздухом. При применении одной центрально расположенной форсунки с трубой для подачи продукта (Geisir) обеспечивается интенсивный контакт между ячменем, водой и воздухом. Снабжение зерна кислородом лучше, чем при орошении, так как охватывается общая масса замачиваемого продукта. Это мероприятие может осуществляться непрерывно во время нахождения зерна под водой и может регулироваться в течение всего «мокрого» замачивания.

При воздушной паузе необходимо сильное вакуумирование, которое предотвращает не только скопление CO₂, но и подъем температуры грядки выше 18-20 °С в фазе проращивания. Большое значение для равномерной обработки замачиваемого продукта имеют свойства охлаждающего воздуха (температура и влажность).

Для небольших замочных аппаратов целесообразно проводить короткое (в течение нескольких секунд) орошение верхнего слоя проращиваемого материала.

Контроль температур в замочном отделении и замачиваемом материале имеет точно такое же значение, как и определение влажности на отдельных стадиях.

Он может осуществляться всеми известными методами, включая ускоренные.

Рассматриваемый способ замачивания осуществляется следующим образом.

1. Длительность первого периода нахождения зерна под водой при температуре воды 12 °С до 30 %-ной влажности составляет 4 -6 ч. Каждые 1 -2 ч материал необходимо ворошить по 5-10 мин сжатым воздухом, а всплывший ячмень удалять. Первая воздушная пауза в зависимости от водочувствительности ячменя может продолжаться 14-20 ч. Домачивание с использованием адгезионной воды производят до достижения влажности 31-32 %, а температуру повышают до 18-20 °С. Воздух (CO₂ и тепло) отсасывают сначала каждые 1-2 ч по 10-15 мин, при этом дыхательная активность ячменя усиливается. При использовании вентилятора с часовой производительностью 50 м³/т отсасывание может продолжаться дольше.

2. Длительность второго периода нахождения зерна под водой при температуре воды 18 °C ДО влажности 37-38 % составляет 1 -2 ч. За это время проводят 1 -2 продувки сжатым воздухом по 10-20 мин и сразу перекачивают материал в другую емкость. Вторая воздушная пауза длится 20-28 ч, то есть до тех пор, пока материал равномерно не прорастет. Домачивание адгезионной водой осуществляют до достижения влажности 39-40 %, температуру повышают до 18 °С. Отсасывание CO₂ и тепла производят сначала каждые 2 ч по 10-15 мин, а затем, при использовании вентилятора с часовой производительностью 100-150 м³/т, - через каждые 4-5 ч.

3. Третий залив зерна водой проводят при температуре воды до 18 °С до влажности 41-42 % в течение 1-3 ч. Ворошение и разрыхление материала осуществляют сжатым воздухом в течение 10-30 мин. Затем зерно спускают.

Повышение температуры воды от одного залива водой к другому позволяет привести в соответствие температуры, уже установившиеся в замоченном зерне. При теплом спуске замоченного материала (при температуре -18°С) можно с успехом применять способ проращивания с падающими температурами (см. раздел 1.5.3.3). Здесь важно, чтобы для спуска замоченного материала из замочного аппарата имелось достаточное количество воды температурой 18 °С.

Преимущество ускоренных способов замачивания с применением только двух «мокрых» замачиваний заключается в том, что благодаря второму «мокрому» замачиванию в процессе выпуска замоченного материала из аппарата для замачивания можно контролировать влажность прорастания (около 38 % ) ; вода требуется только два раза, так что объем потребления замочной воды снижается до 3-3,5 м³/т зерна. Если аппарат для замачивания представляет собой аппарат с коническим днищем, то в теплое время года в период второй воздушной паузы, то есть в фазе проращивания, зачастую затруднительно поддерживать желаемую температуру. Тогда в контролируемых условиях солодорастильного аппарата при условии наличия достаточного времени для проращивания (1 сут на замачивание и 6 сут на проращивание) этот важный период пройдет благоприятнее.

Двухдневный способ замачивания, при котором, как правило, второй день проводят в замочном аппарате с плоским днищем, дает возможность для достижения влажности замачиваемого продукта 41 % провести третий залив водой. При оптимальной подаче воздуха ячмень испытывает «водяной шок», ликвидация последствий которого до высыхания поверхности ячменя может составлять 12 ч.

В результате блокирования подачи кислорода пленкой воды замедляется дальнейшее прорастание наряду с образованием важных ферментов. Из-за блокирования поступления кислорода через слой воды дальнейшее проращивание ограничивается. В этом случае лучше всего обеспечить воздушную паузу в течение 3-4 ч между третьим заливом водой (с последующей перекачкой продукта в солодорастильный аппарат.

Для достижения равномерного увлажнения крахмальных зерен ячменя с твердой структурой эндосперма благоприятнее третий залив водой. Высокое содержание влага после третьего водяного замачивания делает необходимым проведение двух процессов орошения, благодаря чему можно снизить образование «гусаров».

«Мокрое» замачивание лучше воздействует на начало солодоращения и дальнейшее его проведение (после третьего налива воды при влажности 41 %). Это обусловлено отчасти более продолжительным контактом зерна с замочной и транспортной водой, а также создаваемым насосом давлением. Величина давления сильнее воздействует на дыхание ячменя, чем продолжительность его приложения, и для сохранения примерно одинаковых значений растворимости солода необходимы 1 сут проращивания.

1.3.6.3. Другие способы замачивания. На аналогичных принципах основан способ перезамачивания, при котором нагрев материала во время длительных воздушных пауз компенсируется многократными короткими стадиями «мокрого» замачивания. Способ повторного замачивания, применяющийся с 1960-х гг., предусматривает, что после обычного 24-28-часового замачивания при влажности около 38 % после проращивания в течение 30-36 ч равномерно проросшее зерно подвергается новому замачиванию. Продолжительность последнего зависит от температуры замочной воды, которая может варьировать в пределах 12-18 °С. Оптимальным считается повторное замачивание в течение 10-18 ч, при этом влажность с 38 % повышается до 50-52 %.

Оба способа имеют большое значение в современной технологии замачивания, но вследствие высокого водопотребления и повышенных энергозатрат для сушки очень влажного свежепроросшего солода они не получили широкого распространения.

Замачивание с орошением осуществляется в солодорастильном аппарате. При этом возможно применение двух способов: подача ячменя в солодорастильный ящик с помощью моечного шнека, заканчивающаяся постепенным повышением влажности орошением, и доведение влажности подаваемого в солодорастильный ящик сухого ячменя до требуемого значения периодическим орошением. Замачиваемый материал смачивается водой, подающейся через форсунки на ворошителе.

1.3.6.4. Оценка результатов замачивания на распространенных в настоящее время крупных установках для замачивания и проращивания происходит уже не эмпирически, а все больше путем точного определения влажности и температуры на отдельных фазах процесса. В зависимости от свойств ячменя водопоглощение происходит с разной скоростью. При двухсуточном замачивании перед повышением влажности до значений свыше 38 % необходимо контролировать равномерность наклёвывания зёрен. Дальнейшее наблюдение за развитием зародыша, например, за равномерностью разветвления, позволяет сделать выводы о целесообразности замачивания.

1.3.6.5. Потери при замачивании возникают вследствие:

· образования пыли и наличия загрязнений (около 0,1 %);

· выщелачивания цветочной оболочки (около 0,8 %);

· дыхания ячменя в процессе замачивания (0,5-1,5%), которое более интенсивно при замачивании с длительными воздушными паузами, чем при преимущественно «мокром» замачивании.

Сплав (0,1-1,0 %) к потерям не относят; его снимают, собирают и высушивают, после чего реализуют.

1.3.6.6. Содержание аппаратов для замачивания и уход за ними. Загрязнение аппаратов для замачивания микроорганизмами и взвесями, приносимыми ячменем, требует тщательной очистки оборудования (особенно при повторном применении замочной воды). Наличие большого количества выступающих деталей (колец аэрации, труб и т. д.) значительно усложняет уход. Значительно облегчает содержание замочного оборудования применение современных устройств для разбрызгивания воды под давлением. Необходимо контролировать состояние внутренней облицовки аппаратов. При использовании стальных замочных аппаратов с коническим днищем обслуживание осуществляется проще и производство становится более надежным. Высота пространства под решеткой замочных аппаратов с плоским днищем круглой формы должна составлять 300-750 мм. Кроме того, в них предусмотрены внутренние устройства, например, форсунки сжатого воздуха, в связи с чем становится сложнее проводить их очистку. Сверху решетку очищают с помощью автоматической очистки под давлением 100 бар. Очистку под решеткой проводят форсунками или с помощью вибророликов с форсунками. У прямоугольных аппаратов для замачивания с подъемными и опускающимися решетками очистку производить проще и дешевле с помощью обычной промывки под высоким давлением.

Проращивание

Теория проращивания

При проращивании зерновых органы зародыша развиваются, и в результате деления и увеличения количества клеток появляется новое растение. Прорастание проходит только в определённых условиях: достаточной влажности, благоприятной температуре и доступе воздуха. Для начала прорастания необходима сравнительно низкая влажность зерна (около 35-40 %), обеспечиваемая по-разному. Для достижения желаемого обмена веществ за отведенное время проращивания необходима влажность 42-48 % и даже 50 %, устанавливающаяся лишь после начала прорастания. Поддержание этой влажности в течение всего времени проращивания имеет большое значение для развития процессов жизнедеятельности (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Параметры проращивания при разных температурах

Влажность
Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), %	5,1	2,9	1,1
Вязкость, м Па • с	1,69	1,60	1,52
Температура проращивания, °С
Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), %	1,6	1,4	1,0
Вязкость, м Па • с	1,55	1,52	1,55
Продолжительность проращивания, сут
Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), %	3,6	2,0	1,5	1,2
Вязкость, м Па • с	1,65	1,59	1,54	1,48
Содержание CO2 через 3 сут проращивания, %
Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), %	0,7	1,2	1,7
Вязкость, м Па • с	1,47	1,48	1,51

На физиологические процессы при прорастании зерна аналогичное влияние оказывает температура. Благоприятная для роста температура - это 14-18 °С; при более низких процесс прорастания замедляется, а при слишком высоких - ускоряется и развивается неравномерно.

Потребность в кислороде обусловлена тем, что необходимая для роста зародыша энергия вырабатывается в результате дыхания, то есть в процессе респираторного окисления. Дыхание представляет собой ряд последовательно протекающих реакций, при которых определенные продукты обмена веществ «сгорают» до диоксида углерода и воды с выделением определенного количества тепла. Недостаток кислорода ведет к развитию анаэробного обмена веществ, продукты которого могут существенно влиять на качество готового солода.

Путем правильного регулирования влажности, температуры, поступления кислорода и длительности проращивания можно в определенных пределах управлять биологическими процессами в ходе проращивания.

Изменения в зародыше обнаруживают сначала в корешке, а затем в листовых органах. Сначала появляется зародышевый корешок, проникающий через плодовую, семенную и окружающие цветочные оболочки в том месте, где зерно было прикреплено к колосу. Зародышевый корешок появляется между двумя цветочными пленками, после чего его клетки разрываются и появляется несколько новых корешков, в свою очередь покрывающихся тонкими капиллярными корешками с нежной тканью и тонкой верхней кожицей, которые могут поглощать из почвы растворимые питательные соли. В кучах ячменя они видны только на самых верхних зернах. Внешние острия корешков покрыты корневыми чехликами, за которыми находится зона новообразования.

Зародыш листа сначала прорывает плодовую и семенную оболочки, после чего продвигается между ними и спинной цветочной оболочкой. При искусственном проращивании зародыш должен развиваться только до определенной величины - если он прорастает из вершины зерна, образуются проростки, снижающие качество готового солода.

Наряду с этими явлениями роста происходят следующие превращения в эндосперме: под действием определенных групп ферментов расщепляются резервные вещества и переводятся в растворимую форму с образованием в зародыше новых тканей. Внешне эти процессы проявляются в повышенной растираемости эндосперма. Пекле подведения вегетационной воды происходит выделение стимуляторов роста (гибберелловой кислоты A₃ и гиббереллина A₄), которые попадают от корневой системы к растущей оси зародыша и затем через систему сосудов - к выходам алейронового слоя. Содержание этих регуляторов роста после выпуска из замочного аппарата еще не обнаруживается, через 24 ч достигает 46 мкг/кг CB ячменя, через 48 ч - 50 мкг/кг, а спустя 72 ч снижается, доходя до 34 мкг/кг CB ячменя. В высушенном (готовом) солоде без добавления гибберелловой кислоты (в Германии ее использовать запрещено) обнаруживается лишь 2-5 мкг/кг СВ.

В алейроновом слое и в щитке гиббереллины способствуют образованию ряда гидролитических ферментов - схамилаз, предельных декстриназ и эндопептидаз. Гиббереллины способствуют развитию эндо-β-глюканазы, эндоксиланазы и фостатазы. Наряду с этим благодаря разрушению протоплазматической связи и высвобождению активирующих (например, сульфгидрильных) групп происходит активизация сульфгидрильных эндопептидаз, а также экзоферментов - например, ß-амилазы, различных экзопептидаз, экзо-β-глюканаз и др. Образовавшиеся в результате расщепления низкомолекулярные вещества поглощаются щитком и подводятся к зародышу, где происходит формирование новых тканей. Со с<