К разделам 2.5.1, 2.5.5-2.5.6, 2.7.4, 2.7.7. Тонкоплёночный выпарной аппарат с дополнительным выпариванием после вирпула

Система кипячения состоит из плоской ёмкости с обогреваемым дном конической формы, разделенным на две зоны нагрева. Сусло через распределительное устройство подается на поверхность нагрева, скапливается в окружающей ее кольцеобразном лотке и перекачивается оттуда в расположенный ниже сборник сусла, использующийся также как вир-пул. Площадь поверхности нагрева составляет 7,5м²/100гл. Процесс при данных параметрах проходит следующим образом:

Нагревание:

около 40 мин, 650 гл/ч, избыточное давление пара 1,5 бар, степень выпаривания 0,5 %;

Кипячение:

а) около 20 мин, 500 гл/ч, избыточное давление пара 1,5 бар, степень выпаривания 1,5 %;

б) около 20 мин, 500 гл/ч, избыточное давление пара 0,8 бар, степень выпаривания 1,0 %;

Пауза в вирпуле:

около 15 мин (по необходимости);

Отгонка:

около 40 мин, 120 гл/ч, избыточное давление пара 1,5 бар, степень выпаривания 1,5 %.

Отгонка осуществляется перед охладителем сусла; продолжительность охлаждения около 50 мин. Процесс обычно подразделяется на 2 стадии: в первые 20 мин кипячение проводится интенсивнее, а в последующие 20 мин давление пара немного снижают (работает только нижняя поверхность нагрева).

При нагревании сусла из сборника важно, чтобы оно было однородным, так как после фильтрования оно может расслаиваться. При наличии теплообменника для нагревания в ходе перекачивания из сборника в кипятильник дополнительное нагревание производится всего с 95 до 99 °С, на что уходит 5-7 мин. При кипячении сусло подается в вирпул тангенциально, что способствует достаточно быстрому образованию конуса из осадка взвесей горячего сусла, благодаря чему после короткой паузы можно приступать к выпариванию и охлаждению сусла. Продолжительность охлаждения обычно составляет 50 мин; тем самым для отгонки достаточно избыточного давления пара около 1,5 бар (при более коротком периоде охлаждения, например, 30 мин, может возникнуть необходимость работы с избыточным давлением около 1,8 бар). Во избежание очень высокого расхода и давления в трубопроводе холодного сусла к бродильному танку после пластинчатого охладителя (при условии его повышенной холодопроизводительности) целесообразно расположить буферный танк для холодного сусла с учетом специальных мероприятий по его мойке и дезинфекции.

В результате:

· появляется возможность воздействовать на осаждение белков путем регулирования продолжительности кипячения и температуры теплоносителя; остаточное содержание коагулируемого азота на 50-70 % выше, чем при обычном кипячении, что положительно влияет на пенообразование;

· благодаря короткой продолжительности кипячения и низкой температуре теплоносителя образуется меньше продуктов реакции Майяра и альдегидов Штре-кера; их выпариванию способствует

· большая площадь поверхности и тонкий слой сусла, а продукты термических реакций, образовавшиеся при выдержке горячего сусла и в ходе процесса охлаждения, выпариваются при последующей отгонке - в результате холодное сусло характеризуется более низким ТБЧ, а также более низким (на 10-15 %) содержанием ароматических веществ;

· ароматические соединения, образующиеся в ходе метаболизма липидов, благодаря небольшой продолжительности кипячения выпариваются меньше, чем при обычном кипячении, однако в ходе последующей отгонки конечное их содержание корректируется до обычного уровня;

· расщепление ДМС-предшественников происходит в меньшей степени, однако образующийся свободный ДМС эффективно выпаривается; в ходе выдержки горячего сусла дополнительно образуется ДМС, но его содержание затем понижается при отгонке приблизительно до 30 мкг/кг;

· пиво характеризуется улучшением пе-нообразующих свойств, более светлым цветом, а также повышением стабильности вкуса (степень выпаривания ниже 4-4,5 % не рекомендуется); содержание горьких веществ на разных предприятиях несколько отличается (±5 %), причем получение типичного хмелевого аромата обеспечивается использованием дополнительной дозирующей ёмкости.

Иные методы дополнительного выпаривания. Дополнительное выпаривание после вирпула может быть реализовано с помощью традиционного внутреннего кипятильника, конструкцию которого изменяют так, чтобы верхнюю зону можно было заполнять суслом. Трубы внутреннего кипятильника оснащают стальными листами, сходящими на конус и позволяющими получать тонкий слой сусла на внутренней стенке трубы кипятильника. Сусло после вирпула подается тонким слоем через внутренний кипятильник, в котором происходит выпаривание ароматических веществ.

Иногда для дополнительного выпаривания применяют «стрип-колонну» соответствующей высоты, заполненную небольшими цилиндрическими капсулами. Принцип ее работы состоит в следующем:

· кипячение сусла в течение 5 мин для перемешивания содержимого котла и равномерного распределения хмеля;

· горячая выдержка сусла при температуре кипячения в течение 45 мин;

· повторное кипячение сусла продолжительностью 5-10 мин для регулирования процессов осаждения белков и испарения ароматических веществ сусла (степень общего испарения в первой фазе составляет 1,5-2 %);

· перекачивание в вирпул или сборник горячего сусла с последующей выдержкой (около 30 мин);

· перекачивание сусла через стрип-колонну к охладителю, для чего сусло еще раз дополнительно нагревают до температуры кипения и распыляют в стрип-колонну сверху, после чего оно стекает вниз тонкими струйками по внутренней поверхности стенок колонны; пар подводится противотоком в объеме 1-2 % от количества сусла, что снижает содержание летучих веществ. Степень выпаривания на этой стадии составляет около 1 %. Конденсат из пара и ароматических веществ сусла отводится по теплообменнику для рекуперации теплоты.

В заключение следует отметить, что процесс кипячения сусла иногда делится на две стадии, благодаря чему улучшаются возможности управления этим процессом. Таким образом, обе классические стадии приготовления сусла - «кипячение» и «охлаждение» следует рассматривать как единый процесс, делящийся на две стадии.