Ускоренный способ производства пива
Схема ускоренного способа производства пива (рис. 6.15) основана на ведении спиртового брожения в отсутствии кислорода воздуха. Это позволяет сократить сроки брожения, чем повышается производительность завода. Схема предусматривает также изменение режима замочки ячменя, которое ведется не по воздушно-водяному способу, а в непрерывном токе воды и воздуха. При этом зерно равномерно насыщается водой и воздухом, нормально дышит, вследствие чего сокращаются сроки замачивания и проращивания ячменя, а солод получается лучшего качества.
Для обеспечения бескислородного брожения все процессы, начиная от охлаждения сусла, ведутся без доступа воздуха. Сусло охлаждают в закрытых отстойных чанах и закрытых холодильниках. Главное брожение ведут в закрытых бродильных чанах. Чтобы избежать соприкосновения сусла с воздухом при поступлении его в бродильный чан, в сусло через форсунку интенсивно вдувается углекислота. Углекислота вспенивает сусло и создает над его поверхностью пенистый покров, предохраняющий от соприкосновения с воздухом.
Дрожжей в чан вносят больше, чем при обычной схеме. Количество их составляет 0,075-0,1 л на 1 далсусла.
Для ускорения брожения пиво в бродильном чане периодически перемешивают углекислотой при помощи барботера. Продолжительность главного брожения составляет 5-5,5 сут.
Таблица 6.5. Температурный режим брожения
| Продолжительность брожения, сут | |||||
| Температура, °C | 7-7,5 | 8-9 | 9-7,5 | 7-6 | 4-5 |
| Содержание сухих веществ, % | 11-11,3 | 9-8,5 | 7-6,5 | 5,5-5 | 4,6-4,5 |
Отсутствие кислорода уменьшает во время брожения образование альдегидов, эфиров и других побочных продуктов, которые придают пиву неприятный запах и для удаления которых требуется длительная выдержка пива в подвале.
Молодое пиво поступает на Дображивание при 4-5°С. Во время перекачивания в струю пива вдувается CO2 для создания защитного слоя, который называется углекислотной подушкой. Танк, заполненный пивом, немедленно шпунтуют и поддерживают давление в пределах 0,4-0,5 ати.
Ускоренная технологическая схема позволяет сократить выдержку жигулевского пива в лагерных танках до 11 суток вместо 21 суток при обычной схеме. Дображивание ведут при 4°С. Дображивание - изотермическое, т.е. в лагерном подвале и танках поддерживается одинаковая температура. Это способствует лучшему осветлению пива, так как не создаются конвективные токи, перемешивающие пиво.
Чтобы избежать выпадения углекислоты, находящейся в пиве в пересыщенном растворе, пиво перед розливом и фильтрацией охлаждают до 1°С.
Ускоренная технология является наиболее прогрессивной, поэтому широко применяется в пивоварении.
Сепарация и фильтрация пива
Прогрессивным способом осветления пива является сепарация на сепараторах.
Фильтрация пива. После выдержки в лагерном подвале пиво поступает на фильтрацию, так как после осветления в лагерных танках пиво недостаточно освобождается от оставшихся ь нем мелких частичек: мелкодисперсной мути коллоидных веществ, оставшихся в пиве дрожжей и других микроорганизмов. Фильтрующим материалом служит хлопчатобумажная масса.
Для фильтрации пива применяют различные фильтры. В свое время наибольшее распространение получили тарелочные фильтры (рис. 6.16). Основными элементами этого фильтра являются фильтрационные рамы, изготовленные из бронзы и чугуна. Они имеют форму чаши или тарелки. Поверхность рам с обеих сторон рифленая. Сверху и снизу каждая рама имеет по два кольцевых отверстия, которые при сборке фильтра образуют четыре сплошных канала: по двум подводится нефильтрованное пиво, а по другим отводится фильтрованное. Каналы имеют узкие щелеобразные прорези, посредством которых сообщаются с пространством между рамами. У одних рам прорези сообщают пространство между рамами с каналами для нефильтрованного пива, у других - с каналами для фильтрованного пива. Размещают рамы поочередно: рядом с рамой, связанной с каналом для нефильтрованного пива, помещается рама, связанная с каналом для фильтрованного пива. Рамы устанавливаются на передвижной станине с неподвижной задней крышкой. Передняя крышка помещается по штангам при помощи зажимного винта. Между задней и передней крышкой расположены рамы.
При сборке фильтра в пространство между двумя рамами закладывают лепешку, спрессованную из фильтрационной массы. После сборки рамы плотно сжимают зажимным винтом. Фильтры бывают 4-, 8-, 12-, 24- и 36-рамные. В задней крышке фильтра имеется сплошной проход, который соединяет верхний и нижний каналы нефильтрованного пива. Передняя крышка также имеет проход, соединяющий верхний и нижний каналы фильтрованного пива. На передней и задней крышках сверху установлены смотровые фонари для наблюдения за качеством фильтрации, а также для удаления воздуха из каналов фильтрованного и нефильтрованного пива. Смотровые фонари снабжены манометрами.
Для фильтрации пива может быть использована новая фильтрационная масса и уже бывшая в употреблении после ее промывки и дезинфекции. Мойку фильтрационной массы производят в массомоечной машине.
Промытая фильтрационная масса из моечной машины поступает в гидравлический пресс, где прессуется в круглые лепешки. Перед подачей пива на фильтр его проверяют на герметичность, пропуская через него воду. Нефильтрованное пиво поступает в сквозной канал задней крышки, проходит смотровой фонарь, а затем через продольные каналы и прорези в рамах распределяется по желобчатой поверхности тарелок. Тарелки расположены таким образом, что фильтрация пива происходит только через одну лепешку фильтрационной массы. Таким образом, все лепешки работают параллельно. Пройдя через лепешку, пиво попадает на желобчатую поверхность соседней тарелки, а оттуда через прорези поступает в каналы фильтрованного пива. Из каналов фильтрованное пиво проходит в сквозной канал передней крышки и поступает в пивопровод. Фильтрованное пиво поступает в сборники, называемые мерниками, а из них на розлив.
После окончания фильтрации пивной насос выключают, прекращают подачу пива и вытесняют его из фильтра сжатым воздухом или водой. Воду подают на фильтр в направлении, противоположном движению пива. Пиво вытесняют из фильтра и направляют его обратно в пивной подвал на переработку, как смарочное пиво. Фильтр разбирают, вынимают лепешки и дезинфицируют фильтр антиформином. Дезинфекция проводится в течение 1-2 ч.
Затем антиформин сливают и фильтр тщательно промывают холодной водой. В настоящее время для фильтрации готового пива применяют фильтры с намывом слоя диатомита Ш4-ВФД-33 и Ш4-ВФД- 60, состоящие (рис. 6.17) из каркаса, комплекта рам и плит, механизма зажима, насоса подачи нефильтрованного пива, пульта управления и системы регулирования работы фильтра.
Работа такого фильтра начинается после подготовительных операций (сборки пакета плит и рам с установкой между ними перегородок из фильтркартона) с намыва фильтрующего слоя из кизельгура или диатомита, которые дозируются в струю пива, первые порции пива возвращаются в сборник нефильтрованного пива. После окончания намыва фильтрующего слоя отключают подачу намывного материала и ведут фильтрацию с подачей фильтрованного пива в сборник. Производительность фильтров 800 и 1500 дал/ч при давлении 0,4 Мпа.
Для фильтрации пива через специальные марки фильтр-картона применяется фильтр Ш4-ВФС-25 (рис. 6.18). Его производительность 600 дал/ч при давлении 0,6 Мпа. Фильтр-пресс Ш4-ВФС-25 включает в себя каркас, пакет плит, опорную и нажимную плиты, механизм зажима. Каркас его образован опорной плитой и траверсой, установленными на специальных регулируемых ножках и соединенными двумя опорными балками, которые прикреплены одним концом к опорной плите, другим - к траверсе фильтра. На опорных балках установлен пакет плит, каждая из которых имеет четыре кольцевых прилива: два рабочих и два холостых. Внутренние полости рабочих приливов сообщаются каналами с полостями плит. Холостые приливы снабжены уплотнениями в форме катушки. При соединении плит в пакет кольцевые приливы образуют четыре коллектора: два входных для подачи нефильтрованного продукта и два выходных для сбора фильтрата. При сборке между плитами помещается картон, он служит фильтрующим материалом, а также для герметизации камер фильтра по периметру плит. Нажимная плита используется для герметизации пакета плит, с одной стороны через уплотнения она прилегает к нему, а с другой шарнирно прикреплена к ходовому винту зажимного механизма. В верхней части нажимной и опорной плит установлены фонари с воздушными кранами, в нижней - спускные краны. Механизм зажима размещен в траверсе фильтра, включает в себя ходовой винте гайкой, шестеренную передачу и червячный редуктор с фланцевым электродвигателем. На траверсе размещен также концевой выключатель, ограничивающий холостой ход зажимной плиты и выключающий электродвигатель. Трубопроводы с поворотными затворами, смотровым стеклом с подсветкой, обратным клапаном образуют систему коллекторов, обеспечивающую необходимые соединения фильтра при работе в заданном режиме с входным и выходным трубопроводами. Обратный клапан на нагнетательном трубопроводе, расположенный после насоса, препятствует протеканию продукта из фильтра в подводящую магистраль при аварийных ситуациях или неправильных действиях обслуживающего персонала. Смотровое стекло служит для визуального контроля за работой фильтра.
Подаваемый насосом продукт через входные коллекторы попадает в камеры, образованные плитами и фильтровальным картоном. Проходя через картон, он фильтруется, фильтрат по выходным коллекторам отводится из фильтр-пресса. При осветляющем фильтровании осуществляются следующие операции: заполнение водой фильтр-пресса и проверка плотности соединений фильтра, фильтрование, вытеснение продукта воздухом, промывка и санитарная обработка фильтра; при обеспложивающем фильтровании-заполнение водой и гидравлическое испытание фильтра, стерилизация его, промывка холодной питьевой водой, вытеснение воды воздухом, фильтрование, вытеснение продукта воздухом, промывка фильтра.
Сепарация пива является одним из высокопроизводительных способов его осветления. Для этой цели в пивоваренной промышленности применяют сепараторы отечественного производства и зарубежных фирм. Одним из таких сепараторов является сепаратор ВСП производительностью 3000-4000 л/ч (рис. 6.19). По конструкции сепаратор тарельчатый, герметически закрытый, работает по схеме кларификатора, т.е. посредством накопления осадка, отделяемого от пива, в грязевом пространстве сепаратора. Удаление осадка производится периодически. Для этого сепаратор разбирают, тщательно промывают водой и дезинфицирующим раствором. Современные сепараторы для осветления продуктов пищевой промышленности выполняются с постоянной выгрузкой осадков через сопла или периодически через щели, открываемые гидравлической системой по установленной программе (сепараторы Al - ВСЕ, А1-ВСЗ, BRPX-412 и др.)
Часто для лучшего осветления пива сепаратор включают в работу совместно с фильтром. Вначале пиво осветляется на сепараторе, а затем поступает на фильтрацию.
Розлив пива
Пиво разливают в стеклянные и пластмассовые бутылки емкостью 0,33-2 лив металлические банки и бочки емкостью 50-100 л. Последовательность операций при розливе пива в бутылки: приемка тары и бракераж → мойка бутылок → налив пива в бутылки → укупоривание налитой продукции → бракераж → этикетировка бутылок → укладка бутылок в ящики или пакеты → хранение готовой продукции.
Розлив и упаковка пива в бутылки производится на автоматических линиях, состоящих из автоматов и машин соединенных между собой пластинчатыми транспортерами, передающими бутылки от одной машины к другой.
Современные линии комплектуются также автоматами для выемки бутылок из ящиков и укладки их в ящики. В пивоваренной промышленности используются самые различные по производительности линии от 3 до 24 тыс. бутылок в час. На рис. 6.20 изображена современная линия розлива и упаковки пива и безалкогольных продуктов Мелитопольского завода “Продмаш” Б2-БРШ-12 и Б2-БРЭ-12.
Линия предназначена для мойки, фасовки, упаковки бутылок, наклеивания этикеток, инспекции порожних и наполненных бутылок, извлечения и укладывания их в ящики, межоперацинной транспортировки бутылок и ящиков на заводах по производству пива, безалкогольных напитков и минеральных вод производительностью 12000 бутылок в час. Оборудование располагается в порядке последовательности выполнения технологических операций.
Ящики с порожними бутылками транспортным устройством для их перемещения подаются к машине для извлечения бутылок. Бутылки индивидуальными захватами, установленными на подвижной головке, берутся за горлышко, извлекаются и переносятся на стол машины в виде многоручьевого транспортера. С него бутылки транспортным устройством перемещаются к столу-накопителю моечной машины отмочно-шприцевального типа, а затем механизмом загрузки загружаются в носители машины, где отмачиваются и последовательно шприцуются щелочным раствором, оборотной и водопроводной водой. Вымытые бутылки механизмом выгрузки выгружаются на отводящий транспортер, проходят визуальный контроль на световых экранах, выбраковываются загрязненные, разбитые и с остатком воды. Проверенные бутылки направляются к семиручьевому столу-накопителю и одноручьевым транспортным устройством подаются к фасовочно-укупорочной машине, где заполняются пивом или другим напитком, укупориваются кронен-пробками.
Пищевые продукты в бутылки фасуются в барометрических условиях, т.е. наполняются при постоянном давлении в них, равном давлению газа в наджидкостном пространстве резервуара машины. Для насыщения безалкогольных напитков и минеральной воды двуокисью углерода служит сатурационная установка.
Установка для подачи кронен-пробок обеспечивает их ориентацию и подачу к укупорочной машине. Укупоренные бутылки транспортным устройством направляются к машине для визуальной инспекции пищевых жидкостей на наличие посторонних включений, целостность и герметичность, далее - в этикетировочную машину. Шнеком машины бутылки с определенным шагом подаются по касательной к вакуум-барабану, при вращении которого этикетка штемпелюется, смазывается клеем и наклеивается на бутылку.
Ящики с уложенными в них бутылками подаются транспортным устройством для их перемещения.
Карбонизация пива
Карбонизацией называется дополнительное насыщение пива углекислотой. Карбонизацию проводят периодическим способом в закрытой емкости и непрерывным в колонном аппарате-карбонизаторе. Карбонизатор периодического действия представляет собой герметически закрытый сосуд, наполняемый пивом. Сюда вводится диоксид углерода и размешивается с пивом. После выдержки пиво направляют на розлив.
Аппаратом непрерывного действия является карбонизатор колонного типа. Он состоит из латунной колонки, заполненной стеклянными шариками, поддерживаемыми решеткой, медного фильтра и медного сборника. В нижнюю часть колонки вмонтирован барботер для диоксида углерода.
Пиво предварительно охлаждают до 1°С и вводят в нижнюю часть колонки. Одновременно открывают и подачу диоксида углерода. Пиво вместе с CO2 поднимается вверх, проходит через решетку и попадает в зону, заполненную шариками. Здесь увеличивается поверхность соприкосновения пива с углекислотой, что способствует лучшему насыщению пива. Насыщенное углекислотой пиво поступает в сборник, где выдерживается 4-12 ч и подается на розлив.
Пастеризация пива
Стойкость пива сохраняется в течение 7-8 сут, что затрудняет его транспортировку на большие расстояния. При длительном хранении в пиве развиваются микроорганизмы, в результате чего изменяется вкус и цвет, пиво становится непригодным к употреблению.
Повысить стойкость пива можно пастеризацией. Пастеризация - это нагрев пива до 65-67°С и выдержка при этой температуре 30 мин. При этом большинство вегетативных форм микроорганизмов погибает, а оставшиеся ослабевают и длительное время не могут развиваться.
При пастеризации изменяется цвет и вкус пива. Пиво приобретает привкус печеного хлеба и темнеет. Иногда может появиться небольшая муть вследствие коагуляции белков. Для предохранения пива от выпадения белковых осадков при пастеризации применяют стабилизаторы, представляющие собой протеолитические ферментные препараты. Стабилизаторы добавляют в пиво при дображивании. Под действием протеолитических ферментов высокомолекулярные белки, которые могут скоагулировать, разлагаются и при пастеризации муть не образуется. Стабилизаторы можно применять и без пастеризации. Пастеризация пива может производиться в струе или пластинчатом теплообменнике, где пиво подогревается до 65-67°С и перед поступлением на розлив охлаждается. Разлитое в бутылки пиво пастеризуется в пастеризаторе дождевального типа, где бутылки движутся по конвейеру под струями воды необходимой температуры. При пастеризации стойкость пива значительно повышается и достигает нескольких месяцев.
Качество пива
В настоящее время значительно увеличилось количество сортов, однако их физико-химические показатели находятся в пределах известных ранее типов, приводимых ниже.
Сорта пива различаются между собой не только по цвету, но и химическим составом. В готовом пиве содержится около 90% воды, 0,3-0,4% углекислого газа, 1,5-6% спирта, 3-10% углеводов, азотистых веществ, минеральных веществ, ферментов, витаминов и др. Вещества, содержащиеся в нем, почти полностью усваиваются человеческим организмом. Присутствие углекислоты, небольшого количества алкоголя и горьких веществ улучшает пищеварение. Пиво является вкусным, приятным напитком, который хорошо утоляет жажду и благоприятствует усвоению других питательных веществ.
Кроме физико-химических показателей качество и сорт пива характеризуется органолептическими показателями (цвет, пеностойкость, прозрачность, вкус) и стойкостью. Цвет пива зависит от солода, применяемого при изготовлении сусла, состава производственной воды и способа ведения производственного процесса.
Светлые сорта пива готовятся из светлого солода; в качестве несоложенного сырья применяется ячменная мука или рисовая сечка, которые понижают цветность. Темные сорта пива готовят из светлого и темного солода с добавлением жженого и карамелизованного солодов.
Цветность пива выражают в см3 н. раствора йода, добавленных к 100 см3 сусла.
В табл. 6.6 указаны показатели некоторых сортов готового пива, выпускаемого в настоящее время в Украине и России согласно новых стандартов (ДСТУ-3888-99 в Украине и ГОСТ Р51174-98 в России).
Таблица 6.6 Физико-химические показатели готового пива
| Сорт пива | Спирт,% по массе не менее | Концентрация начального сусла % | Энергетическая ценность, ккал в 100 г |
| Дон классическое светлое | 4,5 | 12,0 | 44,1 |
| Днiпро жигулiвське | 3,7 | 11,0 | 42,0 |
| Днiпро “Золотий колос” | 3,7 | 11,0 | 42,0 |
| Рогань свiтлe традицiйне | 3,8 | 11,5 | 42,0 |
| Рогань “Монастирське” свiтле | 5,7 | 13,0 | 49,0 |
| Рогань “Веселий монах” свiтле | 6,9 | 16,0 | |
| Сармат “Премiум” | 5,0 | 12,0 | 45,0 |
| Сармат мiцне | 7,0 | 17,0 | 66,0 |
| Славутич темне | 4,5 | 14,0 | 54,0 |
| Славутич свiтле | 4,3 | 11,0 | 42,0 |
| Славутич хмiльне | |||
| Крим свiтле | 3,5 | 11,0 | 42,0 |
| Оболонь свiтле класичне | 4,5 | 11,0 | 42,0 |
| Оболонь соборне | 4,7 | 11,5 | 44,1 |
| Очаково оригинальное | 5,0 | 12,0 | 46,0 |
| Чepнiгiвське свiтле | 3,8 | 11,0 | 42,0 |
| Балтика крепкое | 8,0 | 16,5 | 62,0 |
| Жигулевское | 2,8 | 11,0 | 42,0 |
| Янтар свiтле пастеризоване | 3,0 | 11,0 | 42,0 |
| Ячменный колос | 4,0 | 11,0 | 42,0 |
| EFES Pilsener светлое | 5,0 | 12,0 | 48,0 |
| Taller ice светлое пастеризованное | 4,4 | 12,5 | 49,0 |
| Львiвське Премiум | 4,7 | 12,0 | 45,0 |
Показателем хорошего качества пива является компактная, стойкая пена. Пеностойкость пива обусловливается качеством солода, соотношением продуктов распада белков в сусле, ведением технологического процесса, содержанием углекислоты в пиве.
Пиво будет иметь пониженную пеностойкость, если при осахаривании затора не было достигнуто правильное соотношение между мальтозой и декстринами, произошел чрезмерный распад белков, для затирания применяли недорастворенный или перерастворенный солод, был нарушен технологический режим при главном брожении и дображивании пива (применение ослабленных дрожжей, чрезмерное сбраживание пива, неправильное шпунтование и др.). Пиво должно обладать чистым вкусом и ароматом, характерным для данного сорта, не иметь посторонних привкусов и запахов. Для светлых сортов пива характерны хмелевая горечь и тонкий хмелевой аромат, темные сорта пива отличаются солодовым вкусом и солодовым ароматом. Отдельные сорта пива характеризуются следующими показателями: умеренная хмелевая горечь, сильно выраженная хмелевая горечь, сильно выраженная хмелевая горечь и хмелевой аромат, резко выраженный хмелевой вкус и аромат, ярко выраженный вкус и аромат темного солода, сладковатый вкус и ярко выраженный солодовый аромат, мягкий вкус и солодовый аромат, сладкий вкус и солодовый аромат.
На вкус и аромат пива влияют качество солода, количество и способ задачи хмеля, жесткость воды, раса дрожжей, режим брожения, продолжительность выдержки в лагерном подвале и др. Все сорта пива, за исключением портера и бархатного, должны быть прозрачными и с блеском; у портера и бархатного допускается легкая опалесценция. Появление мути в пиве может обусловливаться различными причинами. Муть бывает белковая, глютиновая, смоляная, клейстерная, бактериальная.
Белковая муть является причиной неправильного ведения процесса разложения белков при затирании. Для избежания появления такой мути следует применять хорошо растворенные солода, подкисление затора, брожение при низкой температуре и длительную выдержку в лагерном подвале. Глютиновая муть является разновидностью белковой мути. Она появляется при охлаждении пива до 1°C и исчезает при нагревании до 20-25°С. Белковая и глютиновая мути исчезают при подщелачивании пробы пива щелочью. Смоляная муть образуется при плохом выделении хмелевых смол из молодого пива. Появлению ее способствует жесткая вода с большим количеством карбонатов. Обнаруживается при встряхивании раствора этилового эфира и пива. Клейстерная муть появляется при неправильном осахаривании крахмала во время затирания или при фильтрации затора и промывании дробины при температуре выше 80°С. Обнаруживается клейстерная муть йодной пробой.
Появление бактериальной мути объясняется развитием в пиве микроорганизмов (диких дрожжей, уксуснокислых и молочнокислых бактерий, сарцин), которые обнаруживаются в пиве под микроскопом. Борьба с микробами и бактериями ведется с помощью дезинфекции оборудования и помещений, а также соблюдением санитарно-гигиеничных условий на производстве.
С прозрачностью пива тесно связана его стойкость, которая определяется числом суток, в течение которых пиво не изменяет своего качества и не мутнеет. Стойкость определяют при 20°С. При этой температуре жигулевское пиво должно сохранять свое качество 7 сут со дня розлива, ленинградское -10, портер -17, бархатное - 3, остальные сорта - 8-9 сут. Пастеризованное пиво может храниться до 3 мес. Наибольшее влияние на стойкость пива оказывает развитие инфекции.
Органолептическая оценка пива осуществляется по стобалльной системе. Дегустацией проверяется прозрачность, пеностойкость, насыщенность пива углекислотой, вкус, аромат, внешнее оформление. Пиво, получившее оценку 96-100 баллов, считается отличного качества, 90-95-хорошего качества, 85-89-удовлетворительного качества, ниже 85 баллов - плохого качества.