Охлаждение и сбраживание сусла

Пластинчатые охладители находят все более широкое применение в пивоварении. В ГДР пластинчатые охладители конструируют и изготовляют на комбинате IMPULS. Мощность их 250 гл/ч охлажденного сусла при площади одной пластины 0,43 м2 и максимальном температурном перепаде от 95 до 4°С (рис. 134).

В Чехословакии пластинчатые охладители для сусла мощностью до 250 гл/ч с успехом выпускают на Хотеборжском машиностроительном заводе (объединение предприятий «Хепос») (рис. 135). Конструкция этих охладителей обеспечивает подключение устройств для автоматического регулирования, которые изготовитель поставляет по желанию заказчика.

Всемирно известным производителем пластинчатых охладителей является фирма «Альфа-Лаваль», которая изготовляет их широким ассортиментом (рис. 136).

Точно так же, как оросительные пластинчатые охладители имеют секцию предварительного охлаждения, охлаждаемую водопроводной или артезианской водой, и секцию дополнительного охлаждения, в которую подается охлажденная вода (размеры отдельных секций изменяются в зависимости от местных условий). Необходимой и неделимой частью пластинчатых охладителей является центробежный насос, который обеспечивает преодоление гидравлических сопротивлений при подаче сусла. Эти же насосы используются также при мойке и дезинфекции пластинчатых охладителей.

При чистке охладителей следует учитывать указания изготовителей. На пивоваренном заводе «Гамбринус» оправдал себя на практике способ мойки и дезинфекции, заключающийся в том, что после окончания каждого цикла работы охладитель споласкивают холодной водой, наполняют горячим раствором щелочи (примерно 2%-ным) и оставляют на 20-30 мин для циркуляции, потом снова основательно споласкивают водой и охладитель готов для дальнейшей эксплуатации.

При мойке и дезинфекции охладителей целесообразно использовать соединительную перегородку между суслом и охлаждающей средой для устранения наносов со стороны последней. Такое заполнение улучшает теплоотдачу и позволяет увеличить интервал между сроками механической чистки до 6-12 месяцев.

На упомянутом пивоваренном заводе действует надежная автоматическая система охлаждения сусла, поставляемая фирмой «Холейвэл» (США), обеспечивающая точность до 0,1°С. Чувствительный элемент фиксирует температуру сусла и через преобразователь регулирует мембранный пневматический клапан, который управляет охлажденной водой. Изменение температуры охлаждаемого сусла записывается регистрирующим термометром.

Способы обработки горячего сусла после перекачки его из варочного отделения сводятся преимущественно к способам обработки в турбулентных чанах и лишь в незначительной мере к остальным способам обработки, которые обеспечивают отделение тонких взвесей.

Охлаждение сусла с 95°С до температуры, с которой его следует подавать на брожение (около 5°С), обеспечивает отделение взвесей. При этом горькие взвеси выделяются из сусла при температуре около 60°С, а тонкие взвеси (холодная муть) выделяются из сусла при температуре ниже 60°С.

Тонкие взвеси удаляются при простом осаждении, при отделении на центрифугах, фильтрации и в последнее время флотацией, проводимой как без нагрева, так и иногда с нагревом. Принцип флотации заключается в том, что в охлаждающееся (иногда горячее) сусло без дрожжей (или иногда уже заброженное) с помощью трубки Вентури вгоняется воздух в количестве 20-30 л на 1 гл сусла, пузырьки которого эмульгируются за счет циркуляции сусла насосом.

Основательно вспененное сусло поступает во флотационные танки, которые заполняются только на 70% объема, а 30% объема представляют собой необходимое «возрастающее» пространство. Тонкие холодные взвеси выделяются в виде компактной пены, при этом эффект удаления взвесей составляет 60% по сравнению с эффектом 45-50% при выделении тонких взвесей обычным осаждением из холодного сусла. Осветленное таким способом сусло через 14-16 ч (обычно через 6-8 ч) перекачивают в бродильные чаны. Количество флотационных танков должно обеспечить прием сусла (75%), полученного с, варок за 24 ч.

Окончательный эффект флотации зависит от количества и размера частиц холодной мути (тонких взвесей), от уровня полученной пены и от продолжительности ведения процесса.

Нарцисс и сотрудники, сравнивали флотационный способ отделения тонких взвесей с холодным осаждением и обнаружили 62%-ный эффект при флотации через 8 ч и 40%-ный - при холодном осаждении через 14 ч. В результате небольших различий в аналитических величинах и главным образом благоприятных органолептических оценок поддерживают флотационный способ обработки сусла, учитывая также то, что в этом случае пиво должно быть изготовлено из сильно аэрированного сусла.

Интересным решением является предложение задавать дрожжи и начинать сбраживание сусла непосредственно при сливе его. Для этого в суслопроводе за пластинчатым охладителем помещают входное сопло для дрожжей, с помощью которого дрожжи подаются в протекающее охлажденное сусло. Транспортировку и количество дрожжей обеспечивает дозирующий мононасос (рис. 137, 138, а, б). Устройство дополнено автоматической системой регулирования. Дозирующий насос устанавливается так, чтобы обеспечить задачу установленного количества дрожжей па варку (с учетом количества подаваемых дрожжей и времени слива сусла). Для этого при ручном управлении на шкале насоса устанавливают количество задаваемых дрожжей в 1 мин.

Затем устанавливают время слива (в мин) на реле времени и после этого включают автоматическое регулирование.

Дрожжи поступают в трубопровод через специальное сопло, которое вызывает турбулентность сусла и рассеивает тем самым дрожжевые клетки.

Непосредственно за входным соплом для дрожжей подключен аэратор сусла. Такой способ задачи дрожжей устраняет необходимость в ручном труде на этой операции, улучшает условия труда и с успехом применяется на пивоваренном заводе «Гамбринус» в Пильзене.

Чистка является сложным физико-химическим процессом. Кинетику процесса чистки можно представить отношением

К_ч - константа чистки (включает все параметры, влияющие на процесс чистки),

К_м - материальная константа, включающая влияние материала и состояние поверхности.

Значение связи между загрязнением и очищаемой поверхностью является одним из основных условий успеха при чистке.

Связывающие силы, состоящие из электростатических, химических сил, сил ван дер Ваальса и сил электрических слоев, создают энергетический порог, который следует преодолеть при чистке. Для этого используются следующие принципы:

· отделение прилипших загрязнений с помощью моющих средств,

· повышение энергии стекающей струи у очищаемой поверхности,

· мойка очищаемых поверхностей прерывистым потоком.

При определении моющего эффекта при впрыскивании было установлено следующее: эффект мойки увеличивается на 15% при повышении температуры от 35 до 85°С, на 10% при изменении содержания в растворе свободной щелочи (NaOH) от 0,2 до 1,2%, на 36% при увеличении давления от 0,5 до 4-105 Па и на 21 % при повышении времени от 30 до 300 с.

Отмечается, что если для упрощения предположить совпадаемость эффектов мойки, то мойка впрыскиванием в 4 раза эффективнее, чем мойка свободно стекающей струей.

При определении течения в закрытом цикле круглого сечения эффект мойки зависит от критерия Re, и эффективная величина Re равна 45 000, что соответствует скорости 1,3 м/с. Для достижения турбулентности некоторые авторы рекомендуют придерживаться следующего количества протекаемой жидкости Q (в гл/ч): l,5X/s для температуры 60°С, 4,5X/s для температуры 5°С.

Современным способом чистки является также чистка передвижными аппаратами высокого давления.

Способ CIP (cleaning in place) характеризуется тем, что соответствующий моющий, дезинфицирующий или споласкивающий раствор циркулирует в трубопроводе, смонтированном внутри определенного технологического аппарата. При этом внутренние поверхности крупногабаритного оборудования споласкивают с помощью стационарно установленных разбрызгивающих головок. При этом способе работают с низким давлением до 3,5-105 Па.

Способ CCS (central cleaning system) пригоден для чистки поверхностей в двойном исполнении:

· центральным аппаратом чистки подается к очищаемым местам готовый раствор через один трубопровод,

· через один трубопровод подается только теплая вода под соответствующим давлением, через другой - концентрированное моющее средство.

Этот способ пригоден для 8-12 отдельных аппаратов, к которым присоединяется комплект шлангов для отдельных рабочих мест. Передвижные аппараты высокого давления имеют несколько вариантов. Они работают при давлении 50-105 Па и более высоком при скорости потока 10-15 м в 1 мин.

Механизации работ, связанных с мойкой и дезинфекцией, уделяется исключительно большое внимание со стороны как теоретиков, так и конструкторов разных фирм.

В последнее время некоторые фирмы выпустили на рынок программно управляемые вакуумные аппараты с особыми приспособлениями (рис. 139. 140, 141), с помощью которых можно мыть не только полы, но и закрытые бродильные чаны, бутылкомоечные машины, пастеризаторы и т. п. Моющие головки изменяют положение водяной струи в резервуаре так, что вертикальный рабочий поршень вращается в крайнем положении моющими соплами по принципу храповика и защелки (рис. 142, в). Результаты измерений показали, что моющие головки, использующие для вращения реакцию вытекающей струи (рис. 142, а, г), расходуют на эту операцию около 30% энергии. По-новому решенная опрыскивающая головка расходует на оборот только 5% от общего объема энергии, 95% энергии используется для механического эффекта самой мойки.

При использовании опрыскивающих головок для мойки горизонтального бродильного танка применяемое устройство автоматически устанавливается в центре бродильного резервуара и медленно перемещается от люка промываемого танка на его противоположный конец. При мойке внутреннего пространства бутылкомоечной машины - устранение накипи - вставляют вместо ряда ковшов в цепь бутылкомоечной машины приспособление (трубка, снабженная соплами), которое пропускается через пустую машину. Соответствующим образом при высоком давлении (10 МПа) установленные сопла устраняют осевшую накипь. Это устройство используется также при чистке оросительного пастеризатора. В ЧССР производством оборудования для мойки внутренней поверхности бродильных чанов занимается ряд предприятий (ЗВУ и др.).

Программный управляемый автоматизированный процесс мойки и дезинфекции (CIP), как правило, делится на несколько участков. Такое деление лучше всего проводить по производственным элементам, например: варочное отделение (сусловарочный котел), турбулентный чан, холодильники для сусла и резервуар для охлажденного сусла, закрытые бродильные чаны (башенные танки), сливные трубопроводы, лагерные резервуары и танки с избыточным давлением.

Участки чистки и дезинфекции во время мойки и т. п. могут быть выбраны с помощью программной панели. Метод чистки CIP применим для большинства технологических участков производства пива. Однако, учитывая различное оснащение заводов, нельзя применять повсеместно одну и ту же схему. Необходимо учитывать размеры оборудования и его конфигурацию, а именно объем и диаметр танка, а также горизонтальность или вертикальность его, форму резервуара, материал, окружающую среду, требуемую частоту чистки и т. д. Большинство моющих процессов состоит из следующих операций:

· предварительное ополаскивание водой температурой 30-40°С в течение 3-5 мин с отводом ее в канализацию,

· мойка щелочным раствором при температуре 60-70°С 1- 2%-ной концентрацией моющего средства в течение 20-30 мин,

· окончательное ополаскивание водой из водопровода в течение 10 мин, при этом часть воды следует улавливать в бункер для предварительного ополаскивания.

Приведенная последовательность чистки обычно осуществляется каждый день. Один раз в неделю после щелочной чистки включают следующие операции:

· промежуточное ополаскивание водой в течение 3-5 мин,

· мойка кислотными моющими средствами температурой около 50°С в течение 5-10 мин,

При составлении программы процесса чистки необходимо принимать во внимание время, которое требуется для предварительного обогрева очищаемого участка.

Оборудование для приведенной выше системы чистки предлагает ряд фирм. Наиболее известными являются фирмы «Альфа Лаваль» (Швеция), «Росиста» (ФРГ) и АПВ (Англия).

Схематически процесс мойки и дезинфекции, предложенный фирмой АПВ (Англия), изображен на рис. 143.

Устройство работает автоматически после нажима пусковой кнопки. Последовательность операций следующая:

1. ополаскивание холодной водой, которая поступает через кран А и выходит через кран В, циркуляционный насос включен. Краны Б, Г, Д и Е остаются закрытыми. Если в цикл включена мойка танка, циркуляция проводится через разбрызгивающую головку, и танк обезвоживается с помощью обратного насоса,

2. спуск воды - кран Л закрыт, циркулирующий насос включен, вода выпускается. Потом закрывается кран В,

3. циркуляция моющего раствора - краны Б и Г открыты, а краны А, В, Д, Е остаются закрытыми. Циркулирующий насос включен. Моющий раствор имеет температуру 88°С, циркулирует и возвращается снова в резервуар для моющего раствора,

4. спуск моющего раствора - кран Б закрыт, насос выключен, моющий раствор возвращается снова в резервуар. Потом закрывается кран Г,

5. ополаскивание холодной водой - краны и насос находятся в таком положении, как указано в п. 1,

6. спуск воды - точно так же, как указано в п. 2,

7. циркуляция стерилизующего раствора - краны Д и Е открыты, краны А, Б, В к Г остаются закрытыми. С помощью насоса стерилизующий раствор циркулирует и возвращается снова в резервуар со стерилизующим раствором,

8. выпуск стерилизующего раствора - кран £ закрыт, остановленный насос обеспечивает выпуск раствора в резервуар для стерилизующего раствора, потом закрывается кран Д,

9. ополаскивание холодной водой - краны и насос работают так, как указано в п. 1,

Протекающие операции полностью контролируются с пульта управления.

В последнее время повысился спрос на пиво с низким содержанием спирта, особенно в странах, где оно является традиционным, широко распространенным напитком. Этот факт связан главным образом с резким увеличением количества автомобилей, поскольку в большинстве стран совсем запрещено или сильно ограничено потребление пива водителями. И хотя в последнее время наблюдается бурный рост производства безалкогольных напитков, значительная часть водителей и работников разных отраслей промышленности (угольная, металлургическая и т. п.) предпочитает все же пиво.

Содержание спирта в пиве можно снизить несколькими способами, которые можно разделить на две группы:

· процессы, состоящие в устранении спирта из полностью или частично сброженного пива,

· процессы, ведущие к образованию низкого содержания спирта в ходе брожения.

При производстве низкоалкогольного пива способами, основанными на производственных процессах первой группы, большая часть которых запатентована, в начале спирт из пива удаляли только отгонкой в вакууме. Устройства для этого процесса различаются только исполнением, например распространен способ, при котором пиво для ускорения процесса разбрызгивается в вакуумной камере с одновременной отгонкой спирта. В последнее время широко распространился способ удаления спирта из пива путем так называемого обратного осмоса. С помощью обратного осмоса из пива удаляется только спирт и сохраняются другие летучие вещества пива, в результате, по литературным данным, вкусовые свойства приготовленного таким образом напитка очень напоминают исходное пиво. Ниже приводятся основные показатели одного из сортов пива с низким содержанием спирта.

Ко второй группе способов производства пива с низким содержанием спирта относятся процессы, при которых на стадии сбраживания сусла предотвращают образование спирта, или по крайней мере значительно ограничивают его количество. Это достигается, например, использованием специальных культур микроорганизмов, таких как Termobacterium mobile или Streptococus lactis и т. п.

В ЧССР разработан процесс, при котором для снижения содержания спирта в пиве используется специальное сырье и особая технология. В сырье повышается доля карамельного солода, на брожение подается сусло с низкой экстрактивностью, само брожение быстро прерывается в начале, а Дображивание точно регулируется. Главным показателем низкоалкогольного пива является содержание спирта, которое согласно чехословацкому стандарту не должно быть выше, чем 0,5%.

Основные показатели чехословацкого низкоалкогольного пива следующие:

Для некоторых сортов низкоалкогольного пива, например, в ФРГ, приводят для спирта предел 1,5% или 1,2%, в некоторых случаях и 2,5% [3].

Интересно сравнение некоторых видов низкоалкогольного пива заграничного производства, приведенное в табл. 35.

Производство и потребление пива с пониженным содержанием спирта имеет тенденцию к росту, и в будущем, по-видимому, ожидается существенное увеличение выпуска этого напитка.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

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

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

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

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