Подготовка крахмалистых заменителей солода

Крахмалистые заменители солода (если их применять свыше 10% к массе затора) нельзя затирать одновременно с солодом, так как они могут неосахариться. Ячмень, пшеница, рис и другие несоложеные зернопродукты содержат крахмал в первоначальной высокомолекулярной форме, поэтому осахарить его под действием солодовых амилаз можно только после предварительной клейстеризации. Температура клейстеризации разных видов крахмала различна и колеблется даже у крахмалов одного происхождения в зависимости от структуры зерна. Поэтому у крахмалов из несоложеных материалов температура клейстеризации в зависимости от использованного вида несоложеных материалов колеблется от 55 до 85°С. Самую высокую температуру клейстеризации имеет рисовый крахмал, зерна которого наиболее мелкие. Некоторые его виды клейстеризуются по Ле Корвайзье только при температуре выше 80°С, следовательно, обычно применяемая температура 75°С не является эффективной. Подобные выводы были сделаны и в ЧССР, поэтому необходимо при переработке несоложеных материалов соблюдать некоторую осторожность.

Чтобы облегчить доступ воды к зернам крахмала, крахмалистые заменители нужно измельчать в тонкую крупку или грубую муку. Грубая крупка или более крупные части эндосперма хуже смачиваются и тем самым задерживают клейстеризацию и последующее разжижение и осахаривание.

Однако клейстеризация отдельных заменителей солода путем нагрева с водой технически затруднительна. Образующийся густой клейстер легко подгорает и этому нельзя помешать даже интенсивным перемешиванием. Поэтому при затирании заменителей добавляют 10-20% солода с хорошей амилолитической активностью и разжижающей способностью. Разжижающий компонент солодовой α-амилазы постепенно разжижает крахмальный клейстер, образующийся в виде вязкого геля, и затор из несоложеных материалов тем самым разжижается. Однако разжиженный клейстер осахаривается лишь в незначительной мере. Необходимо еще, чтобы затор из несоложеных материалов был жидким, для чего к 100 кг засыпи добавляют не менее 5 гл воды.

Если несоложеные материалы перерабатывают в количестве от 8 до 10% всей засыпи, то их можно добавлять в первый затор без предварительной обработки. Потом затор нагревают несколько медленнее и интенсивнее кипятят 30 мин. Если используют указанное, относительно небольшое количество заменителей солода, то заторная масса при дальнейшем затирании, как правило, полностью осахаривается. При использовании большого количества несоложеных материалов самостоятельный затор их необходимо предварительно подвергать тепловой обработке. Передзатиранием солода приготавливают затор из несоложеных материалов с добавкой 15-20% солода. Несоложеные материалы вместе с солодом затирают в заторном котле сначала в воде, нагретой до 35-37°С. Заторную массу делают сначала густой, чтобы дробленый солод лучше перемешивался с водой, а потом медленно разбавляют водой так, чтобы на 100 кг засыпи приходилось 5 гл воды. Потом затор медленно нагревают (около 2°С в 1 мин). В выдержке при температуре белковой паузы нет необходимости. При достижении температуры 75-80°С, т. е. максимальной температуры для деятельности ферментов, затор выдерживают 10 мин, предполагается, что при достижении этой температуры почти весь присутствующий крахмал клейстеризуется, потом затор быстро доводят до кипения и кипятят 30 мин. Прокипяченным затором несоложеных материалов нагревают приготовленный тем временем солодовый затор. При проверке этого процесса в экспериментальном центре Прага - Браник были получены хорошие результаты.

Для подготовки риса Ле Корвайзье рекомендует процесс изменять таким образом, чтобы рисовый затор нагревался сначала до 85-90°С, тем самым обеспечивается клейстеризация крахмала. Потом затор охлаждается до 70-75°С, добавляется солод, с помощью которого крахмальный клейстер очень быстро разжижается, и затор кипятится еще раз. Этот процесс в разных вариантах с успехом использовали в ЧССР.

С учетом современного баланса солода и по экономическим соображениям выгодно применение несоложеного ячменя. Небольшие доли этого заменителя, по составу близкие солоду, можно перерабатывать прямо в дробленом виде или в виде хлопьев. В последнее время Цуржин и Фактор в ПВС Браник разработали процесс переработки несоложеного ячменя запариванием в заторном котле и прямым использованием запаренной массы. Как оптимальный, с точки зрения пивоваренной технологии, они предложили следующий процесс.

В заторный котел наливают необходимое количество горячей воды (2,5 гл на 100 кг ячменя) и в нее засыпают дробленый ячмень, предназначенный для переработки. Потом содержимое нагревают паром, подводимым снизу при открытом продувочном вентиле за 5-10 мин до кипячения. Приблизительно спустя 10 мин после начала кипения (когда воздух выпущен) продувочный вентиль закрывают и подачу пара снизу устанавливают так, чтобы избыточное давление поднималось на 0,1 МПа (1 атм) в течение 15 мин. После достижения избыточного давления 0,3 МПа (3 атм), т. е. через 45 мин открывают подачу пара сверху настолько, чтобы избыточное давление поднялось за 5 мин до 0,38 МПа (3,8 атм). Потом оба подвода пара закрываются и масса тут же начинает перекачиваться. Время запаривания нужно соблюдать, поскольку при удлинении процесса ячменный крахмал начинает карамелизоваться.

В качестве лучшего варианта авторы рекомендуют добавлять запаренную массу в воду для затирания, где легко можно исправить температурные отклонения. При добавке запаренного ячменя к первому затору сначала спускают часть затора, в которую выпускают содержимое заторного котла, после чего его дополняют до требуемого объема, однако конечная температура затора в этом случае колеблется.

Авторы рекомендуют заменять солод несоложеным ячменем до 15% в пересчете на стандартный солод. При переработке предварительно запаренного несоложеного ячменя не возникает никаких трудностей. Единственным отклонением является несколько неспецифический запах затора в начальной фазе варочного процесса, который постепенно исчезает и уже в охмеленном сусле при его перекачке незначителен. Переработка несоложеного предварительно запаренного ячменя существенно не влияет на качество конечного продукта. Здесь не имеют места ни терпкий привкус, ни резкая горечь, которые обычно образуются при экстрагировании горьких веществ из оболочек при прямой переработке дробленого ячменя. Однако пиво имеет более низкую степень сбраживания и более низкое содержание азотистых веществ.

В варочных отделениях с несколькими агрегатами при непрерывном производстве целесообразно использовать для приготовления заменителей специальные емкости, предназначенные только для этой цели, чтобы было больше времени для проведения требуемых процессов. Для этой цели используются простейшие аппараты, снабженные подогревательным устройством и мешалкой (рис. 18). Раньше использовали также закрытые запарочные котлы, чтобы крахмалистое сырье можно было кипятить при повышенном давлении. Таким образом, можно было сократить время кипячения и время приготовления заменителей солода. При этом выход их в некоторых случаях был выше. Запарочные котлы использовали во время войны прежде всего для переработки кукурузы. Однако кипячение под давлением неблагоприятно отражается на вкусовых качествах, что вероятнее всего связано с тем, что кукуруза не была хорошо очищена от ростков, содержащих много жира. В настоящее время такие запарочные аппараты не используют и несоложеные материалы перерабатывают методами, которые были указаны выше. Аппараты для подготовки заменителей солода размещают в варочных отделениях, как правило, под платформой.

В последнее время ряд авторов исследуют также возможность применения зеленого (несушеного) солода для производства охмеленного сусла. Этой проблематикой в ЧССР подробно занимались Моштек и Дир. Они установили, что охмеленное сусло для темного пива, изготавливаемое при использовании зеленого солода вместо сушеного, содержит больше азотистых веществ и экстрагируемых хлороформом горьких веществ. Сахаристость и сбраживаемость экстракта зависят от степени измельчения зеленого солода и от действительного использования активности ферментов солода. При изготовлении темного пива с использованием 50% зеленого солода это влияние на вкус и запах установлено не было, пиво имело хорошую коллоидную стабильность, было резким, органолептически стойким и отличалось исключительной пенистостью и стабильностью пены.

Карел решает вопрос переработки зеленого солода на светлое пиво, пытаясь заменить эффект сушки солода кратковременной выдержкой сусла, полученного из зеленого солода и ячменя, при высокой температуре и высоком давлении с резким сбросом давления, и имел в виду в результате этой операции получить пиво по вкусу и аромату, соответствующее обычному пиву.

Эти попытки, однако, не вышли за рамки исследований. Стремление заменить сушеный солод зеленым, например, зеленым солодом короткого ращения, преследует главным образом экономические цели.

Варочные котлы

Котлы, входящие в варочные агрегаты, служат для кипячения заторов и для варки сусла с хмелем. Обычно это цилиндрические аппараты с плоским, полукруглым или вогнутым внутрь дном, которые можно обогревать. Форма дна различна в зависимости от способа обогрева и конструкции котла. Котлы изготавливают из стали или из меди, иногда со стальным цилиндром и медным дном. Медь является лучшим проводником тепла и лучше формуется. Котлы покрывают сферическими крышками, снабженными вытяжной трубкой и дверцами. Крышки внутри быстро корродируют и поэтому их тоже часто изготавливают из меди.

Вытяжная труба должна быть хорошо рассчитана, чтобы обеспечить правильную тягу и выпаривание, ее диаметр должен соответствовать 1/30 или 1/40 площади поверхности. Внизу вытяжная труба снабжена желобком для улавливания конденсата, который отводится с помощью трубки для отходов (он не должен стекать в затор или сусло). Тепло вторичных паров, уходящих через вытяжную трубу сусловарочных котлов, используют в испарительных конденсаторах. Однако надо иметь в виду, что из-за несовершенства конструкции конденсатора может снижаться тяга в вытяжной трубе.

Заторный котел так же, как заторный чан, снабжен пропеллерной мешалкой (25-35 об/мин), с помощью которой заторы перемешиваются при нагревании, иногда и при кипячении, чтобы не подгорали. У котлов, обогреваемых паром, мешалка приводится в действие электромотором снизу через коробку передач. В сусловарочном котле, в который поступает только прозрачное сусло, мешалка не нужна. Тем не менее и в сусловарочных котлах часто монтируют мешалку, чтобы можно было перемешивать хмель, главным образом при перекачке сусла или для того, чтобы при движении сусла повышалось испарение.

В двухпосудных варочных агрегатах один котел служит для кипячения заторов и варки сусла. В спареных варочных агрегатах объем заторных котлов из-за меньшего объема заторов меньше, обычно котлы рассчитывают на 3-4 гл на 100 кг засыпи. У сусловарочных котлов, которые должны вмещать весь объем сусла до кипячения (первое сусло и промывные воды), принимают объем 7-9 гл/100 кг засыпи. Если вырабатывают более слабые сорта пива, то лучше рассчитывать объем котла на объем готового холодного сусла. Однако при этом надо учитывать, что объем горячего сусла по сравнению с объемом холодного сусла почти на 4 % больше и, кроме того, в процессе кипячения подлежит испарению 12-15% от первоначального объема набранного сусла. Необходимо также предусмотреть свободное пространство над поверхностью сусла в котле при интенсивном кипячении его примерно 20% от объема котла. В результате практически полный объем сусловарочного котла должен на 40-50% превосходить объем готового холодного сусла. Чтобы сусло хорошо прокипятилось, оно не должно быть в котле в слишком высоком слое. В старых варочных порядках его слой не превышал обычно 1,50 м, и поэтому всегда хорошо коагулировали горячие взвеси (брух) и было хорошее испарение. Сейчас требуется, чтобы высота слоя сусла была не больше радиуса котла и соотношение высоты слоя сусла к диаметру котла было 1: 2.

Варочные котлы должны быть снабжены термометром и термографом.

Объём затора или сусла определяется с помощью поплавкового уровнемера. Обычно внутри котла в верхней части цилиндра ближе к дверцам закреплено также направляющее устройство для измерительной штанги для контроля объема сусла, независимо от поплавкового уровнемера. Размещение остальной арматуры и общее устройство котла приводятся на рис. 19.

Важно, чтобы в варочных котлах достигалось интенсивное кипячение, которое обычно контролируется по пароотделению. Оно зависит от способа обогрева, размера обогреваемой поверхности и конструкции котла. Котлы, используемые в ЧССР, имеют пароотделение 5-8%/ч, высокопроизводительные котлы с дополнительными обогревательными элементами - 12-15%/ч. Кипячение сусла с хмелем должно быть вихревым, чтобы в сусле хорошо коагулировали горячие взвеси и сусло получалось с блеском. Это обеспечивается линзообразной формой дна или всего котла, местным подогревом и т. д. (рис. 20).

Варочные котлы можно обогревать или непосредственно огнем (уголь, масло, газ) или паром, иногда перегретой водой. Раньше использовалось исключительно отопление прямым огнем. Однако этот способ неэкономичен, поскольку нужно одновременно обогревать топку и кладку котла. Другим его недостатком является то, что после перекачки затора котел нельзя быстро охладить, обслуживание его трудоемко и дно быстро прогорает так, что повышаются расходы на ремонт. При прямом сжигании используется только 40-50% калорийного эквивалента угля. Улучшения нельзя добиться даже путем использования тепла дымовых газов в подогревателях или циркуляторах теплой воды, не говоря уже о том, что эти устройства быстро корродируют и их нужно часто чистить. Отопление углем, кроме того, можно использовать только для котлов небольшого объема (до 300 гл), поскольку площадь обогрева нельзя увеличивать пропорционально объему котла. Обогреваемая площадь отвечает при прямом нагреве огнем у медных аппаратов от 0,1 до 0,16 м²/гл объема котла, у стальных от 0,13 до 0,20 м²/гл. Используя масло или газ, прямой нагрев упрощают, и им легче управлять. Однако стоимость, рассчитываемая на калорийный эквивалент, превышает у этих двух видов топлива стоимость угля, и поэтому их используют только там, где для этого существуют благоприятные условия. По этим же причинам не нашел распространения обогрев электричеством, который имеет, кроме того, такой же недостаток, как и отопление прямым огнем, т. е. нагревательная система аккумулирует тепло и слишком медленно охлаждается. У газовых котлов новой конструкции можно достичь к. п. д. 78% при испарении 11,7 гл/ч (Циеманн).

Два разных способа обогрева варочных котлов жидким топливом и газом схематически изображены на рис. 21 и 22.

Более экономичным, а также технически более выгодным является нагрев паром. Подачу пара легко регулировать, сусло можно легко довести до кипения и, если прекратить подачу пара, кипение быстро прекращается. Конструкция паровых котлов более простая, обслуживание легче и тепло используется лучше. У котлов современной конструкции с возвратом конденсата в паровой котел пар используется на 90-95%. При расчете потерь, возникающих при производстве пара, использование тепла паровых котлов колеблется от 65 до 67%. Подвод тепла варочных котлов с паровым обогревом лучше, чем у котлов с нагревом огнем, обогреваемая поверхность у медных аппаратов составляет от 0,05 до 0,08 м²/гл объема, у стальных от 0,07 до 0,11 м²/гл.

С технологической точки зрения предпочтительней обогрев прямым огнем. У старых четырехгранных котлов прямо над топкой возникал местный перегрев, вызывающий интенсивное движение охмеленного сусла, кипятящегося в котле. Испарение в этих котлах очень большое, сусло имеет грубый брух и получается с блеском. У топок новейших конструкций подвод тепла распределен лучше для того, чтобы дно котла так быстро не прогорало. Дно котла для прямого огня было первоначально прямым, новейшие конструкции имеют сферическое дно, умеренно вогнутое внутрь. Для лучшего использования тепла у котлов с прямым подогревом огнем обогревается также низ цилиндрической части котла.

По данным разных авторов, температура непосредственно под дном котла колебалась в пределах 700°С (в некоторых случаях около 1000°С), в цилиндрической части около 400°С. Возникло предположение, что высокие температуры являются причиной частичной карамелизации сахаров, с чем связан более полный вкус и более темный цвет сусла, сваренного в этих котлах. Однако охмеленное сусло перемещается над дном и поэтому его температура только на несколько градусов (1-3°С) выше, чем температура остального сусла. Высокие температуры в топке не могут быть причиной карамелизации, а могут вызывать только более интенсивное кипение сусла. Иначе действует прямой нагрев в заторном котле. В нем дно и стенки цилиндра пустого или частично наполненного котла после откачки затора перегреваются в результате выделяющегося тепла из кладки топки. При повторном спуске затора первые части его, приходящие в непосредственное соприкосновение с перегретыми местами, могут быстро испариться и подвергнуться другим изменениям, главным образом в цвете и вкусе. Эти изменения, хотя и несущественны, являются причиной того, что некоторые пивоваренные заводы («Праздрой» в Пильзене) еще придерживаются прямого отопления котлов. А вообще от подогрева прямым огнем отказываются, и на больших заводах им пользуются в редких случаях.

Техника обогрева котлов паром постоянно совершенствуется и отыскиваются способы, лучше всего удовлетворяющие технологическим требованиям. Первоначально при переходе на подогрев паром в старых котлах устанавливались медные обогревающие змеевики, в которые впускали пар, а из них отводили конденсат. Использование тепла при применении змеевиков хотя и очень хорошее, однако сусло нагревалось медленно и даже при кипячении с хмелем не прогревалось по всему объему равномерно, и должно было перемешиваться мешалкой. До тех пор, пока вся нагревательная система не оказывалась погруженной в сусло, грозила опасность, что затор или сусло подгорят даже при перемешивании. Испытывали также отопление вращающейся паровой спиралью из медных трубок диаметром 60-90 мм, однако этот способ не оправдал себя. Варочные котлы, обогреваемые одним только паровым змеевиком, в ЧССР не применяются, иногда змеевик служит только для дополнительного подогрева сусла при кипячении.

В трубки пар может подводиться под более высоким давлением, следовательно, и при более высокой температуре.

Дно котла, обогреваемого паром, обычно сферическое или вогнуто внутрь, оно сдвоенное и состоит из собственно дна и наружного кожуха. Обе части прочно соединены заклепками и снабжены чугунным центром, через который проходит вал мешалки, а сферическое дно имеет также выпускное отверстие. К паровой рубашке подводится пар избыточным давлением от 0,15 до 0,25 МПа (1,5-2,5 ат), чему соответствует температура от 127 до 138°С. При впуске пара в паровую рубашку воздух выводится через соответствующий продувочный вентиль. Конденсат отходит в специальный улавливатель, паровая рубашка должна быть снабжена предохранительным клапаном для случая, если давление поднимается выше допустимого максимума.

Для повышения эффективности паровую рубашку и дно котла иногда изготовляют в виде линзы, в этих случаях паровая рубашка делится на две части: в нижнюю часть подводится пар низким избыточным давление 0,15-0,2 МПа (1,5-2 ат), в вогнутую часть (линза) пар давлением 0,4-0,5 МПа (4-5 ат) и температурой 164°С. Разница в температуре дна и линзы вместе с вогнутостью дна приводят к тому, что кипящее сусло «перекатывается», тем самым облегчается подвод тепла и предотвращается перекипание сусла.

Варочные котлы, главным образом их дно, должны быть хорошо изолированы, чтобы предотвратить потерю тепла. В варочных котлах большой емкости (500 гл и более) слой сусла бывает таким высоким, что при подогреве только снизу оно не могло бы достаточно прокипеть. Поэтому в центре котла монтируют различные дополнительные устройства (цилиндры, спирали), в которые подводится пар более высокого давления. Особенно часто такие устройства (перколяторы) используются в США, где, как правило, котлы имеют емкость 700 гл (рис. 23).

Новым способом является отопление котлов перегретой водой. Ко дну котла приваривают трубки, по которым циркулирует перегретая вода. При избыточном давлении 0,4-0,7 МПа (4 - 7 ат) вода имеет температуру 130-160°С и закачивается прямо из парового котла в систему, обогревающую дно варочного котла. Умеренно охлажденная вода потом снова возвращается в паровой котел. При хорошей изоляции дна и всей системы коэффициент использования тепла довольно высокий и регулировка температуры не представляет трудностей. Расходы несколько возрастают из-за перекачки перегретой воды из котла в систему и обратно. Разные варианты отопления и формы котлов представлены на рис. 24 и 25.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: