Осветление сусла на фильтрах

Из-за большого содержания взвесей сусло нельзя фильтровать обычным способом, взвеси за короткое время образовали бы непроходимый слой, который делает невозможным дальнейшую фильтрацию. Поэтому сусло фильтруют через специальные фильтры, в которых одновременно с суслом используют намывной материал, например диатомит, рассеивающий взвеси и образующий проходимый фильтрующий слой. Наиболее распространенной является фильтрация с помощью диатомита (или кизельгура). Для этого обычно используют цилиндрические фильтры с вертикальными вкладышами из металлической сетки. Разные конструкции фильтров этого типа (Klein, Bowser, Destila) описаны в главе о фильтрации пива. Они пригодны для фильтрации грубым диатомитом, который обычно применяется для фильтрации сусла. На рис. 59 изображена схема такой фильтрации.

Сусло в фильтре вначале циркулирует и намывает основной фильтрующий слой из диатомита, проходя через металлическую сетку рамы и через отборную трубку, возвращаясь опять к циркуляционному насосу. При этом диатомит осаждается на сетке и образует фильтрующий слой. Намывку прекращают, как только будет нанесен достаточно толстый слой (около 2 мм), способный задерживать взвеси, и сусло при этом начинает стекать прозрачным. Тут же переключают трехходовые краны и сусло направляется при постоянном добавлении диатомита из дозатора в фильтр. Если сусло фильтруется горячим, то из фильтра оно поступает в пластинчатый холодильник, если охлажденное, то прямо в бродильный чан.

Диатомитовые фильтры рассчитаны на производительность от 60 до 400 гл/ч. На 1 м² фильтрационной площади фильтруется 5 г/ч. Для намыва основного слоя необходимо около 400-600 г диатомита на 1 м², для основной фильтрации требуется около 60-100 г/м² в зависимости от зернистости (тонкости помола) использованного диатомита и требований к чистоте фильтрации.

В последнее время появились фильтры, специально сконструированные для фильтрации сусла, которые легко очищаются. Схема такого фильтра дана на рис. 60. Фильтрационные вкладыши из тонко перфорированного металла, на которых осаждается диатомит, имеют тарелкообразную форму и смонтированы на общем стержне цилиндрической формы. После окончания фильтрации фильтр продувают воздухом, после чего вал с вкладышами приводится во вращательное движение, при этом намытый диатомит с задержанной взвесью смывается сильной струей воды и сбрасывается в канализацию. Обычно в производстве фильтр не разбирают, после споласкивания он готов для дальнейшего использования. Капитально его чистят один раз в неделю.

При фильтрации взвеси отделяются от сусла в иных условиях, чем при осаждении или сепарации. По Де Клерку, например, при фильтрации сусла через диатомит не происходит адсорбции необходимых в дальнейшем веществ сусла, однако в целом мнения относительно действительного влияния способа фильтрации на качество пива довольно различные.

Степень устранения взвесей можно до определенной меры регулировать, используя диатомит подходящей зернистости. Валхенер сравнил разные способы осветления сусла и пришел к выводу, что фильтрация или сепарация холодного сусла имеет ряд преимуществ. Он считает, что кроме всего остального при этом снижаются потери, ускоряется главное брожение и дображивание, имеется положительное влияние на вкус и стойкость пива. Правда, несколько снижается пеностойкость. Вместе с тем необходимо тщательно изучить все возможные последствия, прежде чем приступить к использованию этого способа.

Сусло можно фильтровать также через слой раздробленного хмеля. По способу фирмы «Холстайн и Капперт» используют хмелевые фильтры, которые имеют такую же конструкцию, как диатомитовый фильтр. Однако он большего размера, поскольку должен задерживать весь хмель, использованный для варки. Он представляет собой цилиндрический резервуар (рис. 61), в котором находятся четырехгранные фильтрационные рамы. На рамах натянута тонкая сетка, которая захватывает измельченный хмель.

Хмель в этих случаях перед обработкой дробят на специальных машинах для образования смеси свободных прилистников, стерженьков и лупулина. После окончания кипячения сусло с обработанным указанным образом хмелем перекачивается вместо хмелеотделителя в фильтр, закачка производится снизу, при этом более тяжелые частицы осаждаются на дне, легкие поднимаются на поверхность и образуют на ситах фильтра фильтрующий слой. Фильтруемое сусло протекает через сито в отборные трубки и далее в сборники или прямо к холодильникам. Сборник целесообразно вводить, поскольку прокипяченное сусло не должно долго оставаться в соприкосновении с хмелем.

После окончания фильтрации сусла хмель можно также, как и в хмелеотделителе, промывать водой и продувать воздухом. Для снятия хмеля с фильтрационных сит их извлекают и чистят. Подобный фильтр заменяет хмелеотделитель. Он, как уже было сказано, имеет определенные преимущества и кроме того улучшает использование хмеля.

Охлажденное сусло, свободное от взвесей, является промежуточным продуктом, который перерабатывается в пиво брожением, осуществляемым с помощью пивных дрожжей. Все чешское пиво, а также большую часть зарубежного пива, получают при низовом брожении. К низовому брожению перешли от верхового постепенно еще в прошлом столетии. Верховое брожение было первоначальным методом пивоваренного брожения. Основные различия между обоими методами брожения вытекают из различных свойств использованных дрожжей.

Для пивоваренного низового брожения типичен процесс в две фазы. В первой фазе сусло, охлажденное до температуры сбраживания 5-6°С, проходит бурное и продолжающееся короткое время (6-14 дней) брожение, при котором температура поднимается, как правило, до 10°С, образующийся углекислый газ свободно переходит в воздух или улавливается и используется. Во второй фазе, по времени более продолжительной (от 21 дня до нескольких месяцев) называемой дображиванием, молодое пиво в закрытых лагерных танках насыщается при очень низкой температуре (от -0,5 до +3°С) образующимся углекислым газом и дозревает.

В последнее время наряду с классическими методами периодического (стационарного) брожения начинают внедрять непрерывное брожение и дображивание для того, чтобы сделать технологический процесс более экономичным и одновременно ускорить его. Брожение такого типа протекает в непрерывном потоке, в котором существенно не изменяется ни концентрация питательных веществ и продуктов метаболизма дрожжей, ни некоторые другие факторы. Активность бродильной культуры удерживается главным образом благодаря не изменяющейся в зависимости от скорости течения среде.

Пивоваренные дрожжи, как и все дрожжи, это одноклеточные организмы (Fungi) без хлорофилла, которые по морфологическим признакам относятся к классу грибов, подкласс Ascomycetes, семейству Saccharomycetaceae (Endomycetaceae), рода Saccharomyces. По способности сбраживать разные сахара, которые имеют значение для классификации рас, Коцкова-Краткохвилова относит пивоваренные дрожжи ко второму типу (сбраживает мальтозу и сахарозу), включающему группу cerevisiae, которая сбраживает рафинозу только на 1/3, и группу carlsbergensis, которая сбраживает рафинозу полностью.

Saccharomyces cerevisiae образует в бродящей жидкости суспензию, которая не выделяется хлопьями (не агглютинирует) и не осаждается (не седиментирует). При брожении они поднимаются к поверхности бродящего сусла и образуют на ней густую пену, которая должна быть вовремя удалена (собрана). Поэтому они называются верховыми дрожжами и пиво, для производства которого они были использованы, называется пивом верхового брожения. Верховое брожение протекает при высоких температурах от 10 до 25°С, при температуре ниже чем 10°С брожение обычно прекращается.

Saccharomyces carlsbergensis при брожении агглютинируют и оседают на дно бродильного чана, где собираются и образуют к концу брожения более или менее прочный осадок. Поэтому технически они обозначаются как дрожжи низовые и соответствующее пиво является пивом низового брожения. Брожение, вызванное ими, хорошо протекает и при низких температурах от 6 до 8°С, брожение приостанавливается только при 0°С.

Физиология причин разного поведения дрожжей обоих типов не установлена. Однако известно, что верховые дрожжи при размножении почкованием не отделяют тотчас же дочерние клетки, а образуют группы клеток, которые выносятся на поверхность закрепившимися на них пузырьками углекислого газа. Предполагается, что клетки верховых дрожжей несут противоположный электрический заряд, чем пузырьки углекислого газа, и поэтому взаимно притягиваются. У низовых дрожжей предполагается одинаковый заряд, так что дрожжевые клетки с пузырьками углекислого газа взаимно отталкиваются. Согласно другому объяснению прилипание группы клеток к пузырькам углекислого газа приписывается более высокой поверхностной активности верховых дрожжей.

Для отличия верховых дрожжей от низовых ни высокая температура при брожении, ни подъем клеток к поверхности бродящей жидкости не является абсолютно надежным признаком. Это происходит потому, что верховые дрожжи можно постепенно приспособить (адаптировать) к низким температурам, при которых они, если слой бродящей жидкости низкий, часто не поднимаются к поверхности, как при высоких температурах.

И, наоборот, разная способность сбраживать рафинозу является относительно надежным различающим признаком. В ферментной системе низовых дрожжей (Sacch. carlsbergensis) находятся инвертаза и мелибиаза, а у верховых (Sacch. cerevisiae) только инвертаза. Верховые дрожжи сбраживают рафинозу только на 1/3, так как инвертаза гидролизует трисахарид рафино- зы до моносахарида фруктозы и дисахарид мелибиозы, которая не сбраживается прямо, а только после гидролиза в моносахарид глюкозу и галактозу, которую катализирует мелибиаза.

По последним данным, верховые дрожжи характеризуются высокими коэффициентами respirace после предварительной аэробной культивации в глюкозе. Тем самым они отличаются от низовых дрожжей. Это различие вызывается присутствием янтарной дегидрогеназы (сукцинодегидрогеназы) в верховых дрожжах. Этот фермент функционально связан с цитохромом С и с дыхательным ферментом Варбурга. Низовые дрожжи его не содержат. Его отсутствие в них носит адаптивный характер и этим, в частности, объясняется меньшая способность к размножению у низовых дрожжей, чем у верховых.

В ЧССР на пивоваренных заводах работают только с культурой низовых дрожжей (Saccharomyces carlsbergensis Hansen), получаемых размножением чистых культур. Отдельные расы этого вида являются на заводах дрожжами культурными, все остальные считаются дикими. Осадок, который собирается после окончания брожения со дна бродильного чана, называется пивными дрожжами. Полученное ядро, т. е. средний слой называется маточными дрожжами.

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

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

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

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

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