Глава 14. вторичные материальные ресурсы при производстве солода и пива
Отходы солодовенного и пивоваренного производства (вторичные материальные ресурсы), повторно используемые в народном хозяйстве, образуют вторичное сырье. К ним не относятся возвратные отходы, используемые в качестве сырья или сырьевой добавки без доработки, их включают во внутрипроизводственный баланс сырья.
К вторичному сырью, образующемуся при производстве солода, относят: зерновую примесь (3-10%), зерновые отходы (4,4-12,2%), сплав ячменя (0,25-1,9%), солодовые ростки (3-5% к массе сухого солода).
Зерновые отходы, сплав, примеси используют на корм скоту. Те, которые не могут быть использованы из-за содержания ядовитых сорняков, уничтожают- Сплав ячменя имеет влажность 30-50%, но его можно легко сушить до влажности 12-14%.
В солодовых ростках содержатся аминокислоты, витамины, стимуляторы роста, поэтому их используют в пищевой, микробиологической, фармацевтической отраслях промышленности, а также на корм скоту в качестве добавки.
Экстракт солодовых ростков применяют в дрожжевой промышленности для активации дрожжей, а в микробиологической промышленности часть отрубей в составе питательной среды можно заменять вытяжкой из солодовых ростков. Так как экстракт ростков содержит углеводы и азотсодержащие вещества, то из них можно готовить меланоидиновый краситель для установления необходимого цвета и ароматизации пивного сусла, других напитков.
Из замочной воды можно выделять антибиотический препарат гор-децин, а также концентрированный витаминный препарат. Возможно повторное использование замочной воды в производстве солода или при затирании.
Вторичное сырье в производстве пива - это отходы, полученные при полировании ячменя и солода, пивная и хмелевая дробина, белковый отстой (после охлаждения и осветления сусла), осадочные (избыточные) пивные дрожжи, диоксид углерода, отработанный кизельгур и бой стекла, сточные воды, образовавшиеся при очистке и дезинфекции помещений, трубопроводов, оборудования, тары, а также этикетки, кронен-пробки, элюаты после регенерации ионообменников.
Промывные воды, жидкую фазу осадка коагулировавших белков, некондиционное пиво, получаемое в конце фильтрования, относят к возвратным отходам.
В производстве существуют неизбежные потери - это потери сухих веществ с пылью при дроблении зерна, на образование диоксида углерода в начале брожения (до его улавливания), на смачивание трубопроводов.
Отходы при полировании солода составляют,0,5-2% к его массе, при внутризаводском транспортировании шнеками и нориями 0,3- 0,6%. Аспирационные отходы (шелуха, пыль, частицы дробленого солода) для солода удовлетворительной степени растворения составляют 0,1-1% и для солода хорошей степени растворения 1,2-2,3%.
Большую часть полировочных и аспирационных отходов предприятия продают на корм скоту, иногда часть их используют на стадии затирания.
В варочном цехе из 100 кг перерабатываемых зернопродуктов получают 110-120 кг сырой пивной дробины, содержащей 15-20% сухих веществ. При транспортировании на большие расстояния дробину разбавляют водой до 12% сухих веществ и масса ее увеличивается до 200-250 кг. Если дробину высушить, то остается примерно 27 кг сухой массы влажностью 12%. На отечественных заводах дробину сушат редко, ее реализуют на корм скоту в сыром виде. За рубежом дробину сушат до влажности 6-7%. Питательная ценность 1 кг пивной дробины равна 0,17-0,23 кормовых единиц (за 1 кормовую единицу принят 1 кг овса). Дробину можно использовать в качестве питательной среды для выращивания микроорганизмов.
При охмелении пивного сусла в отходы поступает хмелевая дробина. Из 1 кг сухого хмеля получают 7-8 кг хмелевой дробины влажностью 85%. Каждый килограмм задаваемого хмеля удерживает 6- 7 дм3 пивного сусла, для отделения которого дробину промывают водой. Так как в дробине много сусла, предложено возвращать ее в заторный или в фильтрационный аппараты при перекачивании затора или после сбора первого сусла. Из-за высокой горечи хмелевую дробину на корм скоту не используют и она пока не находит применения в народном хозяйстве. Иногда ее добавляют к удобрениям.
Белковый отстой образуется при охлаждении и осветлении пивного сусла: на 100 кг переработанных зернопродуктов - 2-3 кг белкового отстоя влажностью 80%, представляющего собой нерастворимые белки, скоагулировавшие при кипячении белков, белково-дубильные комплексы и другие органические вещества. Количество белкового отстоя увеличивается с увеличением содержания белков в используемых зернопродуктах. Оптимальными считают: для солода из высокобелковистых ячменей степень белкового растворения 39-42%, содержание общего растворимого азота в сусле перед кипячением не более 750 мг/дм3, а коагулируемого - 20 мг/дм3.
Белковый отстой состоит из взвесей горячего сусла (400-800 мг/дм3) и твердых частиц. Осадок взвесей горячего сусла содержит 50-60% белка, 16-20% горьких и 2-3% минеральных веществ, 20-30% других органических веществ. Твердые частицы представлены хмелем и зерновой дробиной. Основную часть осадка взвесей с размером частиц 30-80 мкм отделяют на стадии охлаждения и осветления сусла, меньшая часть может перейти в хмелеотделитель. При осветлении сусла в гидроциклонном аппарате объем осадка бывает меньше, из-за его высокой плотности, обеспечиваемой высокой скоростью подачи сусла в аппарат (10-15 м/с), продолжительностью рециркуляции (15-20 мин), углом наклона дна аппарата (2-3°).
Из-за сильной горечи белковый отстой также не используется на корм скоту, и его часть часто присоединяют к пивной дробине. Но более целесообразно направлять его в заторный аппарат перед кипячением густой массы или в фильтрационный аппарат после сбора первой промывной воды. Это позволит снизить потери экстракта. Белковый отстой содержит белок, не растворившийся при затирании, если его подвергнуть дополнительному ферментативному гидролизу, то гидролизат можно использовать при выращивании хлебопекарных дрожжей или добавлять в пивное сусло.
Осадочные пивные дрожжи, образующиеся в бродильном отделении, являются ценным пищевым продуктом, включающим белки, углеводы, жиры, микроэлементы, витамины. Благодаря высокому содержанию витаминов, других компонентов, пивные дрожжи обладают высокой биологической ценностью и их применяют для лечебных целей, выпускают в виде таблеток или порошка, в качестве пищевых добавок или на корм скоту. От 100 дм3 вырабатываемого пива остается 0,4-0,8 дм3 густой массы дрожжей, содержащей 5-18 кг сухих веществ. При сбраживании пива ускоренными способами (например, в ЦКБА) образуется 1,5-2 дм3 осадочных дрожжей. Выход очищенных дрожжей из 1 дм3 жидких дрожжей составляет 80-85%.
Если приготовить автолизат дрожжей (продукт, полученный в результате гидролиза под действием собственных протеолитических ферментов дрожжей или ферментных препаратов), то его можно добавлять при затирании, что ускоряет осахаривание за счет действия амилолитических и протеолитических ферментов, высвобождающихся при автолизе. Из дрожжей можно получить ферментный препарат инвертин, содержащий ß-фруктофуранозидазу, используемую для инвертирования сахарного сиропа в безалкогольной промышленности.
На Тульском пивоваренном заводе организован выпуск комплексного продукта, предназначенного для корма скота. Продукт содержит пивную дробину, избыточные дрожжи, солодовые ростки.
Осадки, образующиеся при дображивании пива, содержат дрожжи, белки, белково-полифенольный комплекс и хмелевые смолы. Обычно на 100 дал пива получают 3-5 дм3 осадка влажностью 85-95%.
Диоксид углерода образуется в основном при главном брожении. На многих заводах его собирают, очищают и реализуют как товарный продукт. При ведении брожения в закрытых бродильных аппаратах на 100 дм3 пива получают 1,5-2 кг товарного диоксида углерода.
Часть V ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА