Выщелачивание дробины и фильтрация промывных вод

Воды, использованные путем пропуска их через слой дробины для выщелачивания ее, т. е. для извлечения экстракта, оставшегося в дробине, называются промывными водами.

Фильтрация промывных вод протекает при иных условиях, чем фильтрация первого сусла. Осахаривание промывных вод при фильтрации постепенно снижается, дробина выщелачивается и изменяется ее консистенция. Солодовый экстракт задерживается в дробине, с одной стороны, на поверхности частиц, с другой - внутри частиц. Оболочка задерживает на 100 г сухого остатка 200-300 г раствора, а плотные осадки - от 400 до 500 г. Чем помол мельче, т. е. его частицы меньше, тем больше дробина задерживает экстракта. Сусло, задержавшееся в дробине, не опускается на дно, поскольку на него действует сцепление (адгезия) и внутримолекулярные силы притяжения (когезия), которые задерживают экстракт. Принимая во внимание требования к качеству, этот экстракт нельзя получать прессованием или центрифугированием, и предпочитают выщелачивать экстракт водой. Экстракт диффундирует в воду со скоростью, зависящей от адгезии и когезии.

Общеизвестно, что промывные воды должны стекать прозрачными и быстро, чтобы оболочка не соприкасалась слишком долго с водой. Дробина должна выщелачиваться так, чтобы в сусло поступал только ценный экстракт, и притом в таком разбавлении, которое из-за необходимости выпаривать избыточную воду еще экономично. Промывные воды стекают быстрее, чем сусло, поскольку они более разбавлены и менее вязки. Однако они не должны стекать слишком быстро, так как для диффузии экстракта требуется определенное время. Диффузия ускоряется движением, и поэтому оправдано перекапывание дробины, применяемое в практике. Экстракт выщелачивается быстрее чистой водой, и поэтому важно, чтобы при этом вода поступала на поверхность сусла и не перемешивалась с экстрактом. Вода с меньшей плотностью остается на поверхности и потом проходит через дробину, слой которой внизу становится все более рыхлым. Поскольку механический состав дробины в слое над фильтрационным ситом не бывает одинаков, то из отдельных фильтрационных кранов промывные воды стекают с разной степенью осахаривания. Через слой оболочки вода протекает быстрее и выщелачивает меньше экстракта, а там, где дробина смешана с осадком, она протекает медленнее, и промывные воды содержат больше экстракта.

Физическое и главным образом химическое влияние процесса фильтрации при выщелачивании дробины проявляется гораздо ярче, чем при фильтрации сусла. Разбавляя постепенно промывные воды, изменяют условия для растворения отдельных компонентов, азотистых соединений, сахаридов, дубильных веществ, цветных и минеральных веществ. Важен и химический состав выщелачивающей воды. Карбонатные воды повышают растворимость общего азота и особенно фракции, осаждаемой сульфатом магния, усиливают растворение полифенольных (дубильных) и горьких веществ из оболочки, т. е. всех компонентов с неблагоприятным влиянием на стойкость, вкус и цвет пива. pH также влияет на выщелачивание дробины.

Разница в составе первого сусла и промывных вод ясно видна из данных, полученных при изучении фильтрации в ПВС в Бранике (табл. 12).

Табл. 12 Состав первого сусла и промывных вод

По Люерсу, первые фракции промывных вод имеют pH около 5,83, а последние 6,49, а при работе с неподходящей водой и выше. При pH больше 6,0 возрастает растворимость осаждаемых белков, при низком - падает. Высокий pH стимулирует выщелачивание кремниевой кислоты и окисление дубильных веществ. Промывные воды обычно повышают долю высокомолекулярных азотистых веществ, которые в результате инактивации протеолитических ферментов при высокой температуре выщелачивающей воды не могут дальше расщепляться. Учитывая приведенное отрицательное влияние, нельзя излишне увеличивать объем промывных вод. Испытывали также способы, обеспечивающие улучшение качества промывных вод, например добавкой активированного угля для адсорбции веществ, ухудшающих вкус, цвет и стойкость пива, однако в практике они не нашли широкого применения. При переработке солодов из тонкопленочных ячменей, которые культивируются в ЧССР, в таких способах нет необходимости.

Практика выщелачивания

После спуска первого сусла фильтрующий слой дробины становится компактнее, муть забивает тонкие каналы и образует вместе с тестом непроходимый слой на поверхности дробины. Поэтому дробину следует разрыхлить, слой осадка разрезать и тем самым подготовить воде доступ к отдельным частицам дробины. При выщелачивании дробины все чаще используют новые данные об условиях диффузии экстракта, о вреде аэрации дробины и т. д., и поэтому на этом участке технологический процесс сильно изменился. Раньше первое сусло спускали досуха, потом дробину несколько раз тщательно перемешивали (переслаивали) с водой и после пропуска кранов спускали первую промывную воду. Этот процесс повторяли до 4 раз, он был трудоемкий и промывные воды не всегда стекали прозрачными.

Теперь, как правило, поступают следующим образом: первое сусло спускают до тех пор, пока не обнажится дробина. Потом фильтрационные краны прикрывают и дробину орошают водой. Движение оросительного устройства должно быть медленным, чтобы вода равномерно распределялась и не слишком перемешивалась с экстрактом. Температура воды не должна превышать 80°С, чтобы не выщелачивались остатки неосахаренного крахмала, которые в котле уже неосахарятся. Одновременно в действие приводится разрыхлитель и прорезается верхний слой дробины на глубину 10-15 см. Положение разрыхлительного механизма (высота ножей над фильтрационным ситом) контролируется на указателе, а у фильтрационных кранов контролируется прозрачность стекающих промывных вод и краны с мутными промывными водами прикрываются или закрываются полностью.

После прорезывания верхнего слоя дробины разрыхлительный механизм останавливается и поднимается, закрытые фильтрационные краны снова открываются. Ороситель продолжает находиться в действии, подача воды регулируется так, чтобы она соответствовала стоку и над дробиной удерживался слой воды высотой 10-15 см, который спускался бы при стекании последних промывных вод. Контроль за выщелачиванием дробины требует определенного опыта. Проходимость дробины не во всем слое одинакова, в некоторых местах промывные воды протекают быстрее и бывают прозрачны, в некоторых - осветление продолжается дольше. В зависимости от этого должно регулироваться истечение отдельных кранов. Краны, из которых вытекают мутные промывные воды, должны прикрываться. Однако даже тогда, когда вытекают прозрачные промывные воды, не должна быть превышена определенная граница, поскольку при быстром прохождении выщелачивание дробины менее совершенно.

В практике осахаривание обычно определяют по цвету стекающих промывных вод, однако это не совсем точно. Регулировка стока в зависимости от степени осахаривания тоже имеет свои недостатки и часто удлиняет процесс фильтрации. При фильтрации промывных вод хорошо оправдали себя способы центральной фильтрации, которые автоматически выравнивают концентрацию стекающих промывных вод.

Если при фильтрации промывных вод поступать осторожно, то их следует спускать после одного прорезывания слоя дробины. Если же промывные воды стекают медленно, весь процесс следует повторить, иногда спустить разрыхлитель прямо на фильтрационное сито и соскоблить прилипшую дробину. Если у ножей подходящая конструкция и движение разрыхлителя медленное, эту операцию можно проводить не прерывая фильтрации. Слой дробины, прилипшей к ситу, можно поднять и другим образом: под фильтрационное сито ввести воду или пар. Однако эта операция не очень эффективна, так как слой дробины поднимается неравномерно и быстро падает. В особо трудных случаях фильтрацию прерывают, слой дробины полностью перемешивают и снова пропускают краны.

Для напуска воды на поверхность сусла вместо оросителя иногда используют поплавок Гоффмана. Горячая вода, как более легкая, остается на поверхности, медленно проходит через дробину и вытесняет сусло. Поплавок Гоффмана - это тарелка с отверстиями с несколькими перепадами, поддерживаемая на поверхности четырьмя поплавками. В центр тарелки поступает вода, которая через отверстия и перепады стекает, не возмущая поверхности. При полном перемешивании дробины поплавок необходимо извлекать из чана, что является недостатком этого способа. Фильтрационные чаны новых конструкций имеют на плечах разрыхлителя лоток, в который поступает промывная вода. Конструкция разрыхлителя и ножей и скорость его движения подобраны так, что движение разрыхлителя и подача воды постоянны при непрерывной фильтрации. Постоянным рыхлением дробины ускоряется диффузия экстракта и сокращается время выщелачивания.

Дробину следует выщелачивать основательно в самое короткое время и наименьшим количеством воды. Промывные воды, главным образом последние, ухудшают качество пива, и поэтому при производстве высококачественных сортов пива выщелачивание прерывается в тот момент, когда содержание экстракта в промывной воде составляет 1-1,5%, а иногда и больше. В обычном пиве промывные воды имеют экстрактивность около 0,5%. Спуск более разбавленных промывных вод неэкономичен, выпаривание избыточной воды - трудоемко и не компенсируется стоимостью полученного экстракта. В настоящее время воду, оставшуюся после окончания промывки дробины, иногда вместе с последними промывными водами используют в качестве заторной воды для следующей варки.

Выщелачивание дробины продолжается 1,5-2,5 ч. Используя фильтрационное оборудование подходящей конструкции, это время можно существенно сократить.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

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 ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

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