Технология производства светлого пива

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВЕТЛОГО ПИВА

1. Очистка и дробление солода

1.1 Очистка солода

Очистка солода предусматривает его полировку для удаления пыли и ростков, а также металлических примесей.

Ячменный сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатков ростков, случайно попавшие металлические частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива.

Для очистки солода используют полировочную машину, которая состоит из наклонных плоских сит, щеточного барабана, и вентилятора. На ситах отделяются крупные и мелкие примеси, пыль отсасывается вентилятором. Далее солод поступает на быстровращающийся щеточный барабан и отбрасывается щетками на рифленую поверхность. Под действием ударов и трения солод очищается от загрязнений - полируется.

Полированный солод поступает на магнитный сепаратор, где отделяются металлические примеси, которые могут вызвать быстрый износ и даже поломку солододробилок. Далее солод взвешивают на автоматических весах и направляют в дробилку.

1.2 Дробление солода

Процесс дробления ведут тщательно, так как от состава помола во многом зависит выход экстрактивных веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленом солоде шелухи (оболочки). Крупной и мелкой крупки, муки, мучной пудры. Растворимые составные части помола легко переходят в воду, а нерастворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происходит значительное измельчение оболочки зерен, в результате чего в фильтрационном аппарате создается плотный слой, что затрудняет фильтрацию и извлечение экстрактивных веществ из дробины. Кроме того, при значительном измельчении оболочки из нее извлекаются дубильные и горькие вещества, что ухудшает вкус пива.

Для улучшения процесса дробления и предупреждения излишнего измельчения шелухи солод увлажняют. На участок шнека с солодом впрыскивается теплая вода в определенном количестве и под высоким давлением, что обеспечивает равномерное увлажнение шелухи, оболочка при дроблении остается почти целой и служит фильтрующим слоем.

Режим предварительного увлажнения зависит от качества солода. При переработке солода хорошего растворения его необходимо увлажнять в течение 25-30 мин при температуре 20-35°С, а солод плохого растворения увлажняют в течение 10-15 мин при температуре 50-55°С.

2. Приготовление затора

Процесс приготовления затора называют затиранием. Затирание осуществляют в целях перевода в растворимое состояние максимального количества экстрактивных веществ солода и несоложеных материалов.

Светлое пиво изготавливают одноотварочным способом, при этом способе, по сравнению с настойным, создаются более благоприятные условия для получения сусла с высокой степенью сбраживания, повышается выход экстракта.

В заторном аппарате затирают 1/3 дробленого солода и весь несоложеный материал при температуре 40°С. Температуру повышают до 52°С (1°С в минуту) и выдерживают в течение 15-30 мин. Далее из заторного аппарата 1/2 - 1/3 заторной массы перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в обоих сосудах, где устанавливается температура 63°С, выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, после чего затор медленно подогревают до 70-72°С, выдерживают 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 15-20 мин. Эту часть затора называют отваркой, затем отварку перекачивают в общий затор. Температуру повышают до 70°С и выдерживают 30 мин, проверяют осахаривание, и если оно неполное, затор подогревают до 72°С и выдерживают до полного осахаривания, после чего вновь подогревают до 76-77°С и перекачивают в фильтрационный аппарат.

В настоящее время для экономии солода используют несоложеное сырье. Но повышенное содержание несоложеных материалов (40-50%) приводит к ухудшению состава белков сусла, повышению вязкости, затруднению фильтрования и понижению выхода экстракта. Также снижается коллоидная стойкость пива. Для предотвращения этого современные предприятия применяют ферментные препараты. В отечественном пивоварении используются бактериальные ферментные препараты, обладающие высокой в-глюканазной активностью и препараты из культур грибов, обладающие широким спектром цитолитических ферментов. В любом случае препараты применяют с тремя целями - расщепление крахмала и белка, уменьшение вязкости.

3. Фильтрование затора

Цель фильтрования затора - отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим вымыванием водой экстракта, удержанного дробиной.

Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого сусла, т.е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины горячей водой для извлечения экстрактивных веществ. В результате образуются промывные воды.

Фильтрование ведут в фильтровальном аппарате; в днище аппарата установлено съемное фильтрационное сито, на котором из дробины образуется фильтрующий слой. Для того, чтобы дробина располагалась равномерно по всей поверхности сит, ее разравнивают при помощи разрыхлительного механизма в течение всего времени перекачивания затора.

Первое мутное сусло перекачивают обратно в фильтрационный аппарат до тех пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло, которое направляют в сусловарочный аппарат. Температура затора при фильтровании 75-78C. В дробине остается значительное количество экстрактивных веществ, для извлечения их дробину промывают водой температурой 78-80C. Промывание начинают тогда, когда подситовое пространство еще заполнено первым суслом. Для более полного извлечения экстрактивных веществ дробину размешивают разрыхлительным механизмом. Промывание дробины можно вести до массовой доли сухих веществ в промывной воде 0,5%; но для предотвращения ухудшения качества пива промывание заканчивают при массовой доле сухих веществ 1,0-1,5%.

4. Получение охмеленного сусла

Процесс получения охмеленного сусла включает следующие операции: кипячение сусла с хмелем, отделение хмелевой дробины, осветление и охлаждение сусла.

Кипячение проводят с целью концентрирования его до заданной плотности, перевода ценных составных веществ хмеля в раствор, инактивации ферментов, коагуляции белковых веществ и стерилизации сусла. Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива. Осветление и охлаждение проводят для выделения из сусла взвесей, насыщения его кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.

Первое сусло и промывные воды из фильтрационного аппарата поступают в сусловарочный аппарат, где поддерживается температура 63-75C. При температуре не выше 75C сохраняется часть б-амилаз в активном состоянии, поэтому может осахариваться крахмал, перешедший в сусло после промывания дробины водой. По окончании набора проверяют полноту осахаривания по йодной пробе. При неполном осахаривании добавляют вытяжку из следующего затора, сусло выдерживают до полного осахаривания.

Хмель задают в сусловарочный аппарат как в начале кипячения, так и в течение всего процесса. Продолжительность кипячения сусла с хмелем 1,5-2 часа. При избыточном давлении (0,02 МПа) - 1 час.

Об окончании кипячения сусла с хмелем судят по следующим показателям: массовой доле сухих веществ, прозрачности и хлопьеобразованию (коагуляции белков).

По завершении кипячения сусло направляют в хмелеотделитель, представляющий собой резервуар со вставным ситом, на котором задерживается дробина. Дробину для извлечения остатков сусла промывают горячей водой (на 1 кг 6-7 л). Промывные воды присоединяют к суслу. Из хмелеотделителя сусло подают на охлаждение.

Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения. Сусло при низкой температуре брожения является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфицирования сусла появляется при его медленном охлаждении от 40 до 20C, так как эти температуры наиболее благоприятны для размножения вредных для пива микроорганизмов. В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются.

Сусло охлаждают в две стадии. На первой стадии сусло охлаждают незначительно, но при этом проводят осветление. Применяют гидроциклонный аппарат (вирпул). Принцип осветления сусла в вирпуле заключается во вращении сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в центре днища, где образуется осадочный конус. Достоинством гидроциклонного аппарата является стерильность процесса, так как в него поступает горячее сусло и выходит из него с температурой около 90C. Также сокращается процесс осветления с 2 часов (в отстойном аппарате) до 20-40 минут.

Вторую стадию необходимо вести быстрее, чтобы предупредить развитие посторонней микрофлоры. Охлаждение от 85-90 до 5-9C проводят с использованием пластинчатых теплообменников.

После охлаждения до 6-16C сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения.

5. Главное брожение

Для приготовления пива качество приготовленного начального сусла должно соответствовать определенным правилам. Массовая доля сухих веществ для светлых сортов пива должна быть 11-13%, кислотность 1,5-2,8 к.ед., цвет 0,8-2 цв.ед., pH 5,3-5,5 , относительная вязкость 11%-ного сусла при 20C: 1,6-1,65; 13%-ного - 1,8 - 1,9 мПа*с.

В зависимости от вида применяемых культур дрожжей брожение ведут низовое или верховое. Наиболее распространено низовое брожение, так как дрожжи низового брожения по своей структуре относятся к хлопьевидным, способствующим лучшему осветлению пива. Также хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными дают больший прирост биомассы, обладают меньшей бродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, что положительно сказывается на его качестве.

Процесс разведения чистой культуры дрожжей состоит из стадий: лабораторной (разведение культур в микробиологической лаборатории) и цеховой (разведение в отделении чистой культуры).

Лабораторная стадия состоит из нескольких последовательных пересевов. Вначале чистую культуру из пробирки пересевают на стерильное охмеленное сусло с массовой долей сухих веществ 11-13% через каждые 34-36 часов, с каждым разом увеличивая объем сусла: 20 см?>100 см?>500 см?>2,5 дм?. На первой стадии температура 20-23C, затем 8-10C. Лабораторная стадия заканчивается сбраживанием 6-10 дм? сусла в медной колбе Карлсберга в течение 5-7 суток при 7-8C.

Цеховая стадия - это разведение дрожжей на стерильном охмеленном сусле в специальных аппаратах (установке). Установка состоит из стерилизатора, бродильных цилиндров, число которых зависит от количества используемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения и сосуда для посевных дрожжей.

Разведение чистой культуры происходит следующим образом. В стерилизатор из сусловарочного аппарата набирают горячее охмеленное сусло, кипятят его в течение 1 часа и охлаждают до 8C.

Затем с помощью сжатого стерильного воздуха охлажденное сусло подают в бродильный цилиндр, куда через специальный кран из медной колбы Карлсберга вводят чистую культуру. Брожение ведут в течение 3 суток. По увеличении массы дрожжей часть их перекачивают в резервуар, где осуществляют предварительное брожение при 8C в течение 3 суток.

Процесс брожения осуществляется в цилиндроконических бродильных аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной на нижней конической части. Сусло температурой 7-9C подают в аппарат и заполняют его на 85 %. В ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7 дал на 1 гл. Первые 50 % сусла аэрируют стерильным воздухом из расчета 0,5-0,7 м? на 1 м? в час. В первые двое суток температура сусла за счет выделяющейся теплоты спиртового брожения самопроизвольно повышается до 13-14 °С. При этой температуре сусло бродит 6-7 суток до достижения видимой конечной степени сбраживания. Интенсивно протекающий процесс брожения обеспечивает снижение концентрации диацетила, что способствует более быстрому созреванию пива. По достижении содержания экстрактивных веществ 3,2-3,5% аппарат шпунтуют, и далее процесс ведут при избыточном давлении 0,05-0,06МПа для лучшего насыщения пива диоксидом углерода и ускорения оседания дрожжей. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С для образования более плотного осадка дрожжей.

6. Дображивание и созревание

На восьмые сутки пиво охлаждают до 3-4°С, на девятые до 1...2°С и выдерживают при этой температуре 5-6 суток для завершения процессов дображивания. Затем из конической части медленно спускают дрожжи.

На этой стадии пиво приобретает свои товарные свойства, осветляется, исчезают дрожжевые тона во вкусе, формируется букет пива.

Выделяющийся в процессе дображивания диоксид углерода растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь.

При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпадением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. При охлаждении до 1-2°С в сусле происходит выделение, коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ, которые при более высокой температуре были прочно связаны с раствором.

7. Осветление пива и подготовка к розливу

При дображивании и созревании пиво осветляется недостаточно. В нем во взвешенном состоянии остаются дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов, различные микроорганизмы, образующие муть. Поэтому после дображивания пиво подвергается осветлению фильтрованием.

Сущность процесса фильтрования заключения в механическом (отсеивающем) и адсорбционном действии. Лучшие результаты получают при фильтровании пива на кизельгуровых фильтрах. Кизельгур представляет собой пористую горную породу, слои фильтра заполняются кизельгуром разной степени дробления. Первый намываемый слой фильтровального порошка должен иметь крупные частицы, последний слой - тонкодисперсный.

Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на рамных фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона.

При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем продувки через пиво диоксида углерода.

После карбонизации пиво выдерживают 68 ч в сборниках, а затем направляют на розлив.

8. Розлив пива

Пиво разливают в кеги, стеклянную бутылку и ПЭТ-бутылку.

Тара перед подачей на линию розлива моется моющими средствами в зависимости от вида тары, кеги обрабатываются паром.

Пиво подается на розлив, проходя через мгновенную пастеризацию для удаления дрожжей и микроорганизмов, попавших в пиво. Пиво быстро нагревается до 72-73°С и остается при такой температуре на протяжении приблизительно 30 секунд, после чего снова охлаждается. Такая несущественная тепловая обработка не влияет на вкус пива, но эффективно обезвреживает продукт. Розлив ведется при избыточном давлении 0,05-0,3 МПа, температура напитка не должна превышать 3°С,так как при понижении температуры повышается растворимость диоксида углерода.

Лабораторное оборудование

Лабораторная посуда

Химические реактивы

9. Мероприятия по безопасности жизнедеятельности и охране труда

Охрана здоровья людей, работающих на предприятии, путем создания безопасных и благоприятных для человека условий труда является основной задачей охраны труда.

В соответствии с ГОСТ 12.0.002-80 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Термины и определения» под охраной труда понимается система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда.

Законодательство и нормативная документация по охране труда основаны на Конституции Российской Федерации. В Конституции определена политика в области охраны труда, гарантируется право граждан на труд, отдых, охрану здоровья, обеспечение в случае болезни, частичной или полной утрате работоспособности, а также в старости.

В законодательных актах рассмотрены правовые вопросы охраны труда, определены права рабочих и служащих на здоровые и безопасные условия труда, их трудовые обязанности, особенности охраны труда женщин и молодежи, продолжительность рабочего времени и времени отдыха, порядок заключения договоров, порядок выдачи и использования средств индивидуальной защиты, прохождение медицинских осмотров, расходование средств на охрану труда и другие вопросы.

Основополагающими документами являются «Санитарные правила и нормы проектирования промышленных предприятий»(СН), «Строительные нормы и правила»(СНиП) и стандарты ССБТ.

СН регламентируют требования к особенностям строительства промышленных объектов, промышленным зданиям и сооружениям, содержат классификацию предприятий производств, предельно-допустимые концентрации вредных веществ, нормы метеорологических условий, допустимые параметры шума, вибрации и других вредных факторов в рабочей зоне производственных помещений.

СНиП являются системой государственных нормативных документов в строительстве, в которых отражены требования к строительству производственных и вспомогательных зданий, проектированию освещения, вентиляции, отопления, водоснабжения, канализации; мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией, решении вопросов безопасности и производственной санитарии.

Проектирование безопасности производственного оборудования и технологических процессов ведется в соответствии с требованиями стандартов ССБТ. Важное значение имеют стандарты ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ «Электробезопасность. Термины и определения» и ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ «Пожарная безопасность. Термины и определения».

Документация предприятия по охране труда включает правила по технике безопасности и производственной санитарии, а также инструкции по охране труда, требования которых должны соблюдаться рабочими и служащими предприятия. Инструкции содержат пять разделов: общие требования безопасности, требования безопасности перед началом выполнения работ, во время работы, в аварийных ситуациях и по окончании работы. Ими должны быть обеспечены все работающие, руководители подразделений и профсоюзный комитет. Эти документы пересматриваются не реже 1 раза в 5 лет, а для работ повышенной опасности в 3 года, а также в случае изменения НД по охране труда и законодательства о труде.

Размещение лаборатории в специально предназначенном здании обеспечивает надлежащее санитарное состояние всех рабочих помещений с соблюдением основных требований, предъявляемых к освещенности помещения, устройству вытяжных шкафов и оборудованию, приточно-вытяжной вентиляции. Предусмотрено правильное размещение лабораторного оборудования и приборов.

Персонал лаборатории должен иметь достаточно высокую квалификацию и навыки практической работы. Все сотрудники должны проходить подготовку по технике безопасности. Обучение проводится ежегодно. В течение года (2-4 раза) проводят инструктаж непосредственно на рабочих местах с учетом специфики работ данного участка. На практических занятиях знакомят с правилами применения огнетушителя, пожарного рукава, проверяется выполнение инструкций. Инструктаж фиксируется в специальном журнале с указанием темы занятий, фамилии лица, проводившего инструктаж.

Сотрудники лаборатории должны работать в халатах, а в некоторых случаях (при разведении кислот, щелочей и переноске их в больших количествах) обязательно надевать защитные очки, резиновые перчатки, прорезиненный фартук и резиновые сапоги.

Реактивы и материалы должны храниться в лаборатории в соответствии с их особенностями. Концентрированные кислоты, щелочи и другие реактивы, выделяющие вредные пары и газы, хранят в небольших количествах только в вытяжных шкафах, в склянках с притертыми пробками и защитными колпачками. Основные запасы этих реактивов хранят в отдельно расположенном бетонном подвале.

На рабочих местах находятся реактивы, не представляющие опасности, в количествах, необходимых для анализов. Огнеопасные реактивы (эфир, спирт, бензол) следует хранить в отдельном прохладном помещении или металлическом шкафу и выдавать только в день проведения анализа в ограниченных количествах (не более 200 мл).

Работать с огнеопасными веществами надо с особой осторожностью, так как их пары обладают способностью распространяться на значительном расстоянии и воспламеняться. В помещении, где проводится анализ, запрещается зажигать горелки, использование других источников ограничено. Подогрев или перегонка огнеопасных веществ осуществляют в предварительно нагретой водяной бане.

За хранение ядовитых веществ, их выдачу и учет отвечает один сотрудник. Работать с ядовитыми веществами должны работники, ознакомленные с правилами работ с ядами, в отдельной комнате под тягой. По окончании работ рабочее место тщательно убирается и посуда после обезвреживания передается на мойку.

При отборе проб сточной воды необходимо соблюдать санитарные меры предосторожности. При отмеривании сточной воды пипетками нужно пользоваться только резиновыми баллончиками. Категорически запрещается засасывать воду ртом.

Отбор проб сточных вод из колодцев должны проводить два человека. После снятия крышки необходимо длительно и тщательно проветрить колодцы, чтобы работающий (при использовании защитных средств) как можно меньше вдыхал вредные испарения, ядовитые газы.

Принимать пищу на рабочих местах и пользоваться для этих целей лабораторной посудой запрещается.

Газовая сеть, краны, горелки и отводящие резиновые трубки должны находиться в исправном состоянии.

При использовании электронагревательных приборов необходимо следить за исправностью электрической проводки, штепсельных вилок и розеток.

В лаборатории обязательно должны быть средства пожаротушения: сухой песок, листовой асбест, достаточное число огнетушителей и пожарные рукава. При воспламенении бензина, скипидара, спирта, эфира, серной кислоты тушить следует песком, асбестом, огнетушителями. Воду в этих случаях использовать нельзя.