Виробництво пива в ЦКТ

Вплив різних факторів на процес бродіння і якість пива

- Низька початкова температура сусла - повільне разбражіваніе, уповільнене бродіння, небезпека інфікування.

- Висока температура бродіння - прискорення бродіння, розмноження дріжджів, редукції диацетила, небезпека інфікування, схильність дріжджів до автолизу, погіршення смаку і аромату (освіта підвищеного кількості вищих спиртів і ефірів).

- Різке зниження температури в період активного бродіння - уповільнення або припинення бродіння (температурний стрес дріжджів).

- Передчасне охолодження - осідання дріжджів, уповільнення або припинення бродіння, неповний вибродівшєє екстракту.

- Пізніше охолодження - надмірний вибродівшєє екстракту.

- Ведення процесу бродіння при високій температурі (вище 14 ° С) расами дріжджів, що мають низький температурний оптимум.

- Концентрація зброджуваний цукрів (КСС не менше 80%) - впливає на швидкість і глибину зброджування. Застосування у великих кількостях цукру, глюкозо-мальтози, глюкозо-фруктозних сиропів, крохмалю в якості несоложенимсировини, може привести до уповільнення або зупинки бродіння.

- Концентрація амінного азоту (оптимум не менше 25 мг / 100 мл) - недолік засвоюваного азоту (спостерігається при використанні солоду низької якості, великих кількостей несоложенимсировини) негативно впливає на розмноження дріжджів, бродильно активність, флокуляцію, здатність відновлювати діацетил. Наслідок цього - уповільнення бродіння, погане освітлення пива в кінці витримки, погіршення аромату.

- Концентрація розчиненого кисню - необхідний дріжджів для синтезу сполук, що входять до складу мембран клітини і відповідають за транспорт поживних речовин всередину клітини. Особливо важливий кисень при використанні закритих систем освітлення та охолодження сусла, отриманні пива в апаратах великої одиничної місткості, Високощільна пивоварінні. При веденні дріжджів за технологією «з танка в танк» хороша аерація сусла обов'язкове, через 2-3 генерації необхідно дати дріжджам відпочинок.

- Наявність суспензій (не більше 100-200 мг / л) - підвищена кількість негативно впливає на процес бродіння (тому що суспензії осідають на поверхні дріжджових клітин, доступ поживних речовин ускладнюється) і освітлення пива (в вертикальних апаратах великої висоти осідання зважених часток йде гірше, ніж в горизонтальних).

- В'язкість - залежить від змісту колоїдних речовин (білків, некрохмальних полісахаридів, зокрема β-глюкана). Впливає на освітлення пива, його фільтрованість. Оптимальна в'язкість сусла - не більше 1,5-1,6 МПа / сек.

- Реакція середовища (рН) - оптимальний рН для розмноження дріжджів 4,5-5,0. Дріжджі можуть витримувати більш низькі значення рН (наприклад, при кислотної обробці), а бактерії - немає.

Недолік цинку може бути викликаний використанням несоложенимсировини, цукру. Цинк сприяє зниженню сірководню в пиві.

▪ магній - рекомендується відсутність магнію в воді або слідові кількості (солі магнію негативно впливають на смак пива, надаючи йому грубу гіркоту). Однак при Високощільна пивоварінні додавання магнію в сусло підвищує швидкість зброджування і сприяє стійкості дріжджів до ЕТАНОЛЬНІЙ стресу. При цьому вирішальним фактором вважається співвідношення магнію і кальцію.

Цилиндроконические апарати (танки)

Конструктивні особливості . Вертикальний посудину з циліндричним корпусом і конічним днищем. Кришка - найчастіше еліптична. У нижній частині конуса - люк з штуцером для заповнення та спорожнення апарату.

Висоті шару сусла не повинна перевищувати 20 м. Причини такої вимоги:

- гідростатичний тиск стовпа рідини негативно впливає на життєдіяльність дріжджів (кількість мертвих клітин збільшується, число генерацій скорочується до 2-3);

- порушення оптимальних конвективних потоків (у високих апаратах - порушується циркуляція сусла по висоті, тому що утворюються окремі циркуляційні яруси; в більш широких апаратах - порушена циркуляція по ширині, тому утворюються погано перемішується зони).

Коефіцієнт заповнення апарату при бродінні 0,8. при виробництві верхового (пшеничного) пива - 0,5-0,6 за рахунок посиленого піноутворення. У ЦКТ доброджування - КЗАП. = 0,95-0,98.

Кут нахилу конуса днища - 60-75 ° для гарного відводу осадових дріжджів.

Виготовляють з нержавіючої сталі, внутрішню поверхню шліфують з доведенням висоти нерівностей Rz приблизно до 0,3-0,4 мкм (11-й клас шорсткості поверхні).

Охолодження. Залежно від висоти в танку від 2 до 4 охолоджуючих сорочок, одна обов'язково в конусі. Хладагент: розсіл - викликає руйнування високоякісної сталі через вміст хлориду натрію; водно-спиртової суміші, розчини гліколю - необхідно додавати інгібітори, що уповільнюють, хоча і слабку, але все-таки корозію стали.

Температура холодоагенту - не нижче мінус 4 ° С, щоб не відбувалося замерзання пива або виморожування води.

Визначають виходячи з обсягу сусла з одного варіння і кількості варок протягом доби. Тривалість заповнення апарату - не більше 24 год (в даний час в протягом 12 год).

Уподобання: кількість апаратів менше, але більшої місткості або навпаки? При використанні апаратів меншої місткості.

менше пікові навантаження на ХКС;
технологічні помилки можна виправити швидше;
тривалість заповнення менше;
час на мийку-дезінфекцію коротше;
краще для виробництва сортового пива.

При використанні апаратів великої місткості.

краще для виробництва масового сорту пива;
за вартістю один апарат великої місткості дешевше, ніж два меншого обсягу за рахунок зниження витрат на матеріали та виготовлення, зменшення арматури, комунікацій тощо.
потрібно менше площі для розміщення апаратів.

На якість пива розміри ЦКТ не впливають.

Існує кілька варіантів монтажу циліндро-конічних апаратів:

▪ установка танків поза виробничими приміщеннями. Конічна частина танка знаходиться в приміщенні (температура близько 12-15 0 С), циліндрична __ зовні будівлі. Кожен апарат забезпечений сорочками охолодження і ізоляцією. В якості ізоляції використовують пінополіуретан (товщина 100-150 мм), який зверху покритий металевими листами, що оберігають від зовнішніх впливів;

▪ установка індивідуально ізольованих танків в частково ізольованому приміщенні. Апарати металевими листами не покривають, а облицьовуються штучними матеріалами. Приміщення - сталева конструкція, вкрита одними фасадними листами, без теплоізоляції;

▪ установка неізольованих танків без охолоджуючих сорочок в повністю ізольованому приміщенні. Охолоджується повітрям саме приміщення, однак при цьому на танках утворюється крижана кірка за рахунок утворення конденсату, що призводить до збільшення електроенергії на циркуляцію охолодженого повітря. Тому доцільніше встановлювати в ізольованому приміщенні ЦКБА з сорочками охолодження з ізоляцією або без неї.

Переваги використання ЦКТ:

велика місткість (до 500 м 3 і більше);
суміщення бродіння і доброджування в одному апараті;
скорочення тривалості виробництва за рахунок інтенсифікації процесів бродіння і доброджування;
скорочення виробничих площ;
повна автоматизація роботи ЦКТ;
поліпшення умов праці;
скорочення капітальних витрат.

Прискорення процесу відбувається за рахунок:

- конструкції апарату (співвідношення діаметра апарату до висоти шару сусла 1: 1-1: 5, оптимальне - 1: 2-1: 3, співвідношення діаметра до висоти шару сусла в циліндричної частини (обечайке) корпусу - 1: 1-1: 2) . Сприяє мимовільного перемішування середовища в результаті теплової конвекції і підйому СО2. Завдяки цьому, дріжджі знаходяться в підвішеному стані майже до повного зброджування екстракту;

- підвищеної норми введення дріжджів і аерації сусла;

- підвищеній температурі бродіння;

- витримці молодого пива при підвищеній температурі для редукції диацетила;

- штучної промивання пива СО2.

Технологія організації виробництва пива в ЦКТ.

Поєднання бродіння і доброджування в одному апараті.
Роздільне проведення бродіння і доброджування (в різних ЦКТ).
Головне бродіння - в ЦКТ, дображивание - класичним способом в горизонтальних апаратах.

Поєднаний спосіб виробництва (в одному апараті).

- знижуються втрати пива в результаті відсутності перекачек і змочування трубопроводів і апаратів;

- зменшуються витрати на мийку-дезінфекцію;

- знижуються втрати СО2;

- скорочується тривалість технологічного процесу (в порівнянні з класичним способом для 11% -го пива в два рази);

- зменшується ймовірний контакт пива з киснем повітря;

- скорочується витрата енергії.

Основний недолік - менш ефективно використовується місткість ЦКТ на стадії доброджування, неконтрольоване піноутворення за рахунок більшого вільного простору може призвести до зниження гіркоти пива. Якщо допустимо, то можна використовувати піногасники).

Роздільне проведення бродіння і доброджування (в різних ЦКТ).

- скорочення тривалості охолодження молодого пива з 48 до 8 год (після закінчення головного бродіння молоде пиво з метою його охолодження перекачують через теплообмінник в ЦКТ для доброджування);

- підвищення мікробіологічної чистоти (пиво передають в чистий апарат без залишків піни на стінках);

- рівномірний розподіл решти дріжджів в молодому пиві в процесі перекачування;

- більш повне використання місткості апарату (коефіцієнт заповнення більше);

- ЦКТ для доброджування можуть бути значно дешевше (за рахунок відсутності сорочок охолодження за умови охолодження самого приміщення);

- поліпшення смаку пива за рахунок часткового видалення побічних продуктів (ефірів) в процесі перекачування молодого пива з апарату в апарат.

Технологічні режими отримання пива в ЦКТ.

▲ холодну бродіння (8-9 ° С) - холодну дображивание (мінус 1-0 ° С);

▲ холодну бродіння (8-9 ° С) - тепле дображивание (12-14 ° С) - холодна витримка (мінус 1-0 ° С);

▲ тепле бродіння (12-14 ° С) - холодну дображивание (мінус 1-0 ° С).

Холодне бродіння - якість пива краще, смак більш тонкий, гармонійний, пеностойкость хороша.

Промивання пива СО2. Буває штучна або природна. У присутність СО2 поріг відчуття багатьох речовин збільшується. В процесі промивки разом з СО2 виносяться сірчисті з'єднання, альдегіди, діацетил, вищі спирти.

Природна промивка - здійснюється за рахунок скидання тиску. Штучна промивка - подається в апарат тонко диспергований СО2. Тривалість промивки - кілька годин (наприклад, 10-12 ч). Промивання ведуть після знімання дріжджів, після редукції диацетила. При низьких температурах процес йде гірше. Крім того, таке промивання може погіршити розчинність колоїдів, знизити стійкість пива.

Тиск. Проводять комбіноване бродіння при підвищеній температурі і підвищеному тиску, це призводить до зниження утворення ефірів. Норму засіву дріжджів збільшують.

Застосування ферментних препаратів. Вносять в сусло або молоде пиво.

Визначає момент закінчення бродіння.

В сучасних способах прискореного бродіння закінчення бродіння оцінюють по досягненню мінімальної концентрації віцинальних дикетонов (диацетила). Після цього дріжджі збирають, пиво охолоджують і залишають в цьому ж танку для подальшого холодного доброджування, або перекачують в окремий ЦКТ для доброджування.

Основна проблема - тривалість процесу визначення диацетила (8-12 год) або відсутність на підприємстві спеціального обладнання для його визначення.

Дображивание в ЦКТ

Процеси, що йдуть при доброжуванні.

Дображивание залишкового екстракту - цього процесу в ЦКБА немає.

Насичення пива СО2. Три форми зв'язку СО2. газоподібна, розчинена, пов'язана.

Всі процеси проходять в изобарических умовах, щоб пов'язаний і розчинений СО2 не перейшов в газоподібну форму. Основні фактори, що впливають на розчинність газу: тиск (висока) і температура (низька).

Освітлення пива. Здійснюється за рахунок осадження:

▪ дріжджів і суспензій - чим нижче температура, тим краще осідають.

У ЦКБА дуже важливо початок діацетільной паузи:

- якщо багато залишкового екстракту - діацетил накопичується;

- необхідно, щоб дріжджі знаходилися в підвішеному стані в циліндричної частини апарату (оптимально 20-30 млн. кл. / см 3);

- висока температура - сприяє швидкій редукції диацетила.

Аерація всіх варок в ЦКБА, а також пізня аерація, веде до підвищеного утворення диацетила. Кількість диацетила може зростати в готовому пиві, так як не весь ацетолактат перетворився на стадії бродіння. Відсутність білкової паузи також може привести до збільшення диацетила за рахунок низького вмісту валина в суслі. Діацетил утворюють і педіококкі (їх необхідно виявляти в дріжджах) і дихально-дефіцитні мутантні дріжджі.

- холодна витримка. Температура повинна змінюватися плавно. При головному бродінні включені тільки сорочки на циліндричній частині апарату, при холодній витримці - або охолоджується конус, або нижня циліндрична сорочка, на більшості заводів використовується охолодження всіх сорочок.

- переохолодження пива - для білкової стабілізації пива. При мінус 1 0С пиво ще не замерзає, при мінус 2 0 С відбувається примерзанню пива по стінках і в середині апарату.