Термічна обробка пивоварного солоду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Термічна обробка пивоварного солоду

План

1. Мета термічної обробки солоду

2. Фізичні, хімічні і фізіологічні зміни, що відбуваються в солоді при термічній обробці

3. Характеристика солодосушарок періодичної і безперервної дії

4. Режими сушіння світлого і темного солоду

Питання, що винесені на самостійну роботу

5. Спеціальні сорти солоду ( карамельний та палений)

6. Відокремлення ростків

7. Зберігання сухого солоду ( відлежування)

8. Вимоги до якості ячмінного пивоварного солоду. Нормативно-технічна документація (ДСТУ 4282:2004)

1. Мета термічної обробки солоду

Свіжопророщений солод для виробництва пива використовувати неможна, так як він має сирий смак та запах, в ньому відсутні ароматичні, забарвлюючі і смакові речовини, які необхідні для виробництва пива. В зеленому солоді багато міститься білкових речовин, які утворюють в розчині стійке помутніння. Це не дає можливості отримувати прозоре сусло і пиво. З-за високої вологості свіжопророщений солод довго не може зберігатися. Такі властивості у солоді формуються тільки при його сушінні, при довгочасній дії підвищеної температури. Крім того при сушінні ростки набувають крихкості і легко відділяються від солоду. Видалити ж ростки потрібно обов'язково, оскільки при зберіганні вони адсорбують вологу і швидко набувають гіркого смаку через окислення жирів.

Виходячи з цього метою сушіння солоду є:

- зниження вологості до 3-4% для світлого солоду і 1,5-2% - для темного солоду з метою збільшення тривалості зберігання сухого ячмінного солоду;

- полегшення видалення ростків, які порівняно легко видаляються у свіжо висушеному солоді;

- накопичення смакових, ароматичних, барвних речовин - меланоїдинів.

Весь процес сушіння можна розділити на 2 періоди.

Перший період сушіння має місце при зниженні вологості до 10% при низьких температурах і називається періодом підсушування (підв'ялювання, зневодження). Вологість у цьому періоді знижується легко, тому що видаляється крапельна вода. В цьому періоді продовжуються процеси, які йшли при пророщуванні, а саме ферментативні - вони пов'язані з гідролізом крохмалю, білків і утворення цукрів та амінокислот. Тому термічну обробку на цьому етапі потрібно проводити в такому режимі, щоб зберегти активність ферментів, які в подальшому необхідні для приготування пивного сусла бажаного складу. Тому на цій стадії сушіння температура в солоді не повинна підвищуватися понад 50°С, поки вміст вологи у ньому не знизиться до 10%.

Другий період власне являється висушуванням солоду. Характеризується зниженням вологості від 10% до 2,5-3,5%. Відбувається він значно повільніше, що обумовлено більш міцним зв'язком води з колоїдними речовинам. Максимальна температура сушіння, при якій висушується солод називається температурою відсушки ( відсушкою).

2. Фізичні, хімічні і фізіологічні зміни, що відбуваються в солоді при термічній обробці

В результаті проведення процесу проходять складні біохімічні і хімічні зміни.

В залежності від перетворень, які відбуваються у зерні у процесі висушування солоду, розрізняють три фази: фізіологічну, ферментативну й хімічну.

І фаза Фізіологічна - характеризується тим, що у цей час ще відбуваються життєві процеси, поки вологість солоду не знизиться до 30 % підвищенні температури до 40°С. Тому цю фазу можна розглядати як продовження життєдіяльності зерна: збільшуються розміри зародкового листка і корінців, зерно дихає; при диханні проходить неповне окислення вуглеводів з утворенням етилового спирту і альдегідів. Продовжуються ферментативні процеси, в результаті яких накопичуються цукри і амінокислоти. Так як в цій фазі має місце фізіологічний ріст зерна, то і фаза називається фізіологічною.

ІІ фаза Ферментативна - діє при підвищеній температурі від 40 до 70°С і зниження вологості до 10%. Характеризується затуханням життєдіяльності зерна, ріст і дихання зерна припиняються. Ферментативні процеси в зерні продовжуються. При температурі 50-52°С найбільшу активність проявляють протеолітичні ферменти, які гідролізують білки до амінокислот, пептидів і поліпептидів. При температурі 60-70°С проявляють активність амілолітичні ферменти, які гідролізують крохмаль з утворенням цукрів. Це необхідно враховувати при сушінні певного типу солоду. Для світлого ферментативні процеси цієї фази слід звести до мінімуму, з тим, щоб уникнути перевиробництва амінокислот і цукрів, які є попередниками меланоїдинів. Таким чином, під час сушіння світлого солоду вологу стараються видалити швидко при порівняно низьких температурах. І навпаки для темного солоду цю фазу затягують для більшого утворення амінокислот і цукрів, щоб в слідкуючій фазі утворилося більше меланоїдинів. Триває 5-7 год. Якщо порушити режим сушінні саме на цій фазі, тобто подавати в шар свіжо пророслого солоду із значним вмістом вологи сушильний агент високої температури, що не відповідає оптимальному режиму, ендосперм стає склоподібним.

ІІІ фаза Хімічна - має місце при підвищенні температури від 70°С до максимальної температури в залежності від сушки солоду ( для світлого 80-85°С, для темного 105°С). Ферментативні процеси припиняються, тому що ферменти переходять в неактивний стан, частково ін активуються. Цитолітичні ферменти інактивуються уже при температурі біля 60°С, помітно знижується активність амілаз на 30-40% для світлого солоду і на 70% для темного, активність протеолітичних ферментів значно не знижується.

При підвищенні температури має місце коагуляція білків, що сприяє одержанню прозорого пива. При підвищенні температури проходять реакція меланоїдиноутворення - це складний процес, в складі якого лежать різні окислювально-відновні перетворення, кінцевими продуктами яких є меланоїдини. Вони добрі піноутворювачі. Утворюються також альдегіди, які надають солоду певного смаку та аромату.

пивоварний солод термічний солодосушарка

3. Характеристика солодосушарок періодичної і безперервної дії

У пивоварінні застосовують солодосушарки періодичної та безперервної дії. До першого типу відносять горизонтальні. В них солод поміщають на горизонтально встановлені решітки. В залежності від числа решіток розрізняють одно-, двох- і трьохярусні сушарки.

Найбільш розповсюджена горизонтальна двохярусна сушарка - це висока будівля прямокутної або квадратної форми з розміщеними всередині двома решітками.

У нижній частині сушарки розміщується сушильна піч, що складається з топки і калорифера. Калорифери розміщуються на тепловій камері висотою 2,5-3,0 м. Пічне відділення знаходиться на нижньому поверсі, де спалюють паливо, гази згорання ( вугілля чи газу) поступають по трубам і нагрівають повітря. Гаряче повітря піднімається вище, в камеру змішування, в якій змішується з холодним повітрям і охолоджується до температури, необхідної для сушіння. Далі повітря, проходячи через дві горизонтальні решітки висушують солод і через витяжну трубу у верхній частині сушарки виводиться в атмосферу.

Свіжопророслий солод за допомогою механічних транспортних засобів завантажується рівним шаром на верхню решітку, де і відбувається видалення основної маси вологи з солоду, тобто його підсушування до вологості 10%. Потім підсушений солод передається через люки на нижню решітку, де висушується до вологості 3%. Для рівномірного нагрівання і висушування солод на решітках перемішують зворошувачем.

Триярусна горизонтальна солодосушарка відрізняється від двохярусної наявністю в неї третьої сушильної решітки. При однаковій тривалості сушіння (24 год.) завантаження й розвантаження солоду проводять через кожні 8 год. (замість 12), тому потужність цієї сушарні збільшується.

Вертикальна сушарка періодичної дії. Це ряд високих вузьких вертикально розміщених шахт з решітчастими стінами. В ці шахти завантажують зелений солод. Число солодових шахт залежить від продуктивності сушарки. З обох боків кожної солодової шахти є повітряні шахти для подачі повітря. Повітряні шахти розділяються горизонтальними перекриттями на три поверхи. В цих перекриттях є круглі отвори для проходу повітря, які перекриваються клапанами. В нижній частині є паровий калорифер і камера змішування повітря. Нагріте повітря зигзагоподібно послідовно проходить через всі яруси солодової шахти, висушує солод і видаляється вентилятором в атмосферу. Зелений солод завантажують зверху у верхнє відділення солодових шахт за допомогою завантажувального шнека. Вивантажують сухий солод з нижнього відділення. По закінченню висушування солоду шибер між нижнім і середнім відділеннями шахти закривають і відкривають нижній спускний шибер. Висушений солод попадає в шнек, який передає його в бункер. Коли нижнє відділення вивантажено, нижній спускний шибер закривають і відкривають шибер між нижнім і середнім відділенням. Солод з середнього поступає в нижнє. Таким чином перевантажують солод з верхнього відділення в середнє.

Недоліки двох- та трьохярусних сушарок:

- вони менш потужні у порівнянні з сушарками безперервної дії.

- громіздкі, потребують значної витрати тепла.

- складні в обслуговуванні.

До сушарок безперервної дії відносяться сушарка ЛСГА та карусельного типу.

Сушарка ЛСГА. За конструкцією вона нагадує вертикальну сушарка періодичної дії, але солод тут не перевантажується періодично з ярусу в ярус, а перемішується безперервно по вертикальних решітчастих шахтах в міру того, як сухий солод виводиться із них. З метою уникнення зависання солоду між решітками сушильні шахти донизу мають невелике розширення. Шахти мають надійну теплоізоляцію, для зниження теплових втрат.

Над корпусом сушарні розміщується камера підв'ялювання, куди завантажують свіжопророщений солод.

В цю камеру вентилятором нагнітається підігріте повітря. У сушильні шахти підв'ялений солод подається завантажувальними вальцями. Вивантаження також здійснюється за допомогою вальців, які розміщені під сушильними шахтами.

Нагріте у калориферах повітря нагнітається у сушарню вентиляторами і декілька раз перетинає шар солоду. Інші вентилятори відсмоктують відпрацьоване повітря і викидають його в атмосферу.

За допомогою повітропроводів і вентиляторів тепловий режим сушіння поділяється на 4 зони:

І зона температура сушильного агенту 50°С, температура солоду 26-27°С, вологість знижується до 24%.

ІІ зона температура сушильного агенту 60-70°С, температура солоду 60-65°С, вологість знижується до 8-10%.

ІІІ зона і IV зона температура сушильного агенту 85°С, температура солоду не більше 80°С, вологість знижується до 3%.

Для темного солоду температура сушильного агенту становить 100-105°С, температура солоду - 90-95°С

Тривалість перебування солоду 10,5-11,5 год.

Переваги:

- більша продуктивність у 2-3 рази;

- менші витрати тепла на 20-30%;

- повна механізація і автоматизація сушіння солоду;

- покращуються умови праці;

- більш ефективно використані виробничі площі.

Недоліки:

- забивання сит;

- збільшення опору потоку теплоносія, що призводить до збільшення витрат електроенергії та порушення режиму сушіння.

Сушарка безперервної дії карусельного типу

Солод завантажують у цю сушарку шаром висотою 1,5 м і знаходиться на перфорованій платформі, яка приводиться в обертовий рух. Нагріте повітря до 85°С вентилятором нагнітається під перфоровану платформу і рівномірно проходить через шар висушуваного солоду, який повільно рухається назустріч теплоносію, в результаті того, що висушений солод безперервно виводиться із сушарні шнеком, розміщеним над перфорованою платформою, а просідаючий зверху солод тут же поповнюється із бункера, що знаходиться над сушаркою.

Тривалість сушіння 12-15 год.

4. Режими сушіння світлого і темного солоду

Режим сушіння світлого солоду на двохярусній горизонтальній сушаркі періодичної дії.

Світлий солод сушать таким чином, щоб швидко зупинити ріст зародку, дію ферментів на крохмаль і білки, пригальмувати дихання зерна. Це досягається швидким видаленням вологи з солоду при відносно низьких температурах. При високій вологості солоду температуру піднімати неможна, так як це визиває інтенсивний ферментативний гідроліз крохмалю і білків, і солод стає скловидним. Сушіння солоду при низькій температурі також небажане, так як процес затягується і в результаті інтенсивного дихання збільшуються втрати сухих речовин. Аромат і колір світлого солоду формуються в останні 3 год. при відсушці, коли температура піднімається до 80° С.

Висота свіжопророслого солоду на верхній решітці становить 30-40 см при примусовій витяжці, 25 см - при звичайній витяжці. Тривалість сушіння триває 24 год., то на кожній решітці по 12 год. Піднімають температуру до 50°С вологість знижується до 10%. На нижній решітці температура піднімається в 3 етапи:

І етап - на протязі 3-х годин температура підвищується до 50°С;

ІІ етап - на протязі 5 годин температура підвищується до 75-80°С;

ІІІ етап - протязі 4 год. температура підтримується на рівні 80°С. Вологість знижується до 3-4%

На початку сушіння вологість солоду висока і його зворушують через кожні 4 год., потім через 2 год. і перед спуском солоду на нижню грату - через 1 год. На нижній решітці солод необхідно зворушувати через 1 год., а в останні 4 год. зворошувач працює безперервно.

Режим сушіння темного солоду на двохярусній горизонтальній сушарні періодичної дії.

Тривалість сушіння 48 год. по 24 год. на верхній і нижній решітці. На верхній граті солод висушують до вологості 20-25% при підвищенні температури на протязі перших 14 год. до 40°С і на протязі наступних 10 год. до 65°С. Вологість солоду на нижній решітці знижують в три етапи: перший (на протязі 8 год.) - з 20-25 до 10% при підвищенні температури повітря до 50°С; другий (на протязі 9-10 год.) - з 10 до 6% при підвищенні температури до 70°С; третій (біля 4 год) - з 6 до 2-3% при підвищенні температури до 100-105°С. Солод постійно перемішують на обох решітках.

Режим сушіння світлого солоду на трьохярусній вертикальній сушарці періодичної дії.

На ній режим сушіння солоду аналогічний як і на трьохярусній горизонтальній сушарні.

Тривалість світлого солоду 24 год, тобто по 8 год на кожній решітці, максимальна температура 75°С.

Тривалість сушіння темного солоду 48 год, тобто по 16 год на кожній, максимальна температура 100-105°С.

5. Спеціальні сорти солоду (карамельний та палений)

Карамельний солод використовують для надання пиву характерного солодового аромату і більш темного забарвлення, а також для збільшення стійкості пива, так як він багатий редуцюючими речовинами - редукторами і меланоїдинами.

Приготування карамельного солоду складається з двох стадій: підготовки до термічної обробки і обжарювання.

Підготовка до термічної обробки заключається в повільному нагріванні попередньо зволоженого солоду спочатку до температури 50°С і витримують при цій температурі 1 год. Потім повільно солод нагрівають до температури 70°С і витримують 1 год. Після оцукрювання вологість солоду підвищують до 50-55% шляхом зрошування його водою температурою 90°С і витримують 1 год. Далі солод поступає на обжарювання.

Обжарювання проводять для утворення і накопичення в солоді ароматичних і забарвлюючих речовин - меланоїдинів і карамелей. Найбільш сприятлива температура для обжарювання 130-140°С.

В залежності від температури і тривалості термічної обробки отримують карамельний солод, який розрізняються по кольору і аромату. Для отримання світлого карамельного солоду термічну обробку проводять при 120°С на протязі 3 год, середнього кольору - при температурі 130-150°С 2,5 год, темного ( використовується тільки для темних сортів пива) - при температурі 150-170°С 3,5-4 год.

Палений солод -це інтенсивно забарвлений продукт з ароматом кави. Використовується при виробництві темних сортів пива для підсилення кольору та надання специфічного смаку. Одержують такий солод із світлого сухого солоду, який попередньо зволожують у воді температурою 70°С на протязі 12 год. Зволожений солод завантажують в спеціальний барабан і на протязі 30 хв підвищують температуру до 160-175°С. Потім повільно на протязі 1,5 год температуру піднімають до 220°С. По досягненню вказаної температури солод швидко стає коричневим. Потім проводять відсушку його до тих пір, доки не отримають потрібний смак і колір. Після обжарювання солод вивантажують з барабана і швидко охолоджують, а потім передають на зберігання.

Діафарін - солод з високою амілолітичною активністю ( високо ферментативний), використовують в пивоварінні при переробці солоду з недостатньою оцукрюючою здібністю і несолодових зернопродуктів. Солодопророщування проводять при низькій температурі (15-16°С) на протязі 9-10 діб. Відсушку солоду проводять при 50°С на протязі 5 год до вмісту вологи в ньому 4-5%. Тривалість пророщування зерна і сушіння солоду при низькій температурі забезпечує максимальне накопичення в ньому ферментів і зберігання їх високої активності.

6. Відокремлення ростків

Ростки необхідно видалити зразу ж після сушіння солоду, оскільки вони дуже гігроскопічні, інтенсивно поглинають воду з повітря і швидко стають гіркими та надають пиву більш інтенсивного забарвлення. Тому необхідно не тільки видалити ростки з солоду, але й контролювати повноту їх видалення.

Для видалення ростків використовують ростковідбивну машину, яка являє собою ситчастий барабан з обертаючими всередині лопастями. Ростки відламуються, проходять через отвори барабана і виводяться шнеком із машини. Солод звільнений від ростків, гвинтоподібно загнутими лопастями переміщується вздовж барабана і виводиться у приймальний бункер, причому одночасно провітрюється сильним повітряним потоком, в результаті чого звільняється від залишків ростків і охолоджується.

Рис. Ростковідбивна машина: 1 - сухий солод, 2 - потік повітря, 3 - ситовий барабан, 4 - била, що обертаються, у протилежному напрямку, 5 - солод без ростків, 6 - шнек для видалення ростків, 7 - ростки

7. Зберігання сухого солоду (відлежування)

Свіжий сухий солод після видалення ростків ще непридатний до переробки в пиво, оскільки при надто низькій вологості його подрібнення не забезпечує бажаного шроту, занадто подрібнюються оболонки, в результаті стає незадовільним фільтрування заторів. Вони погано оцукрюються, знижується вихід екстракту, пиво бродить незадовільно і має нахил до помутніння. Тому солод повинен відлежатися не менше 4 тижнів. Свіжий сухий солод після видалення ростків зважують на автоматичних вагах і передають в склад.

В результаті його вологість збільшується до 5-6%. Завдяки зберіганню підвищується активність ферментів. Загальна кислотність солоду при зберіганні знижується, але збільшується вміст розчинного азоту.

При зберіганні необхідно підтримувати невисоку температуру, щоб не змінити якість солоду. Зберігати солод краще в силосах, тому що він забезпечує менший контакт з повітрям і солод менше поглинає вологи.

Солод, що надмірно поглинув вологи, перед подрібненням необхідно підсушити.

8. Вимоги до якості ячмінного пивоварного солоду. Нормативно-технічна документація (ДСТУ 4282:2004)

Солод оцінюють за органолептичними та фізико-хімічними показниками. З зовнішнього вигляду солод являє собою однорідну зернову масу без пліснявих зерен і зернових шкідників.

Колір повинен бути світло-жовтим або жовтим. Зеленуваті або темні відтінки свідчать про розвиток плісені при пророщуванні. Матовий колір з сірим відтінком може бути у випадку замочування ячменю водою, що містить залізо.

Запах солоду залежить від типу: більш сильний солодовий аромат з хлібним відтінком характерний для темного солоду. Він повинен бути чистим. Не допускається кислий, запах плісені.

Смак - чистий, солодовий, без присмаку пригорілості, диму, плісені або землі.

За фізико-хімічними показниками солод повинен відповідати вимогам ДСТУ 4282:2004”Солод пивоварний ячмінний “. Відповідно до цих вимог солод поділяється на солод високої якості, І та ІІ класу.

Найважливішими показниками якості солоду є тривалість оцукрення (15-25 хв), масова частка екстрактивних речовин (74-79%).

Ступінь розчинення солоду характеризується різницею виходу екстракту при лабораторному затиранні тонкого і грубого помелу солоду (не більше 4%).

Правильне сушіння солоду характеризує кількість борошнистих зерен (не менше 80%). Солод не повинен бути склоподібним.

Размещено на Allbest.ru