Характеристика сырья для получения пива

Сусло с хмелем кипятят в сусловарочных аппаратах. Кипятят сусло с хмелем 1.5-2.5 часа, при этом хмель вносят в 2-4 приема. Поступающее в сусловарочный аппарат сусло должно иметь температуру 63-75 °С, для того чтобы предохранить ею от инфицирования и максимально продлить активность ферментов. В конце набора проверяют полноту осахаривания пробой на йод. При отрицательной реакции в сусло добавляют вытяжку из следующего затора и выдерживают при температуре не выше 75 °С до полного осахаривания. Сусло кипятят только после заполнения аппарата. Наиболее интенсивно сусло кипятят в середине варки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце — гарантировать хорошее образование хлопьев. 

Конец кипячения  сусла определяют по содержанию сухих  веществ в нем, свертыванию белково-дубильных  веществ, обра­зованию хлопьев и  прозрачности горячего сусла. 
 

Отделение сусла  от хмелевой дробины. После окончания кипячения охмеленное сусло поступает в хмелеотделитель. Хмелевая дробина задерживается на сите, сусло проходит сквозь него и центробежным насосом перекачивается в сборник для охлаждения и осветления. Затем хмелевую дробину промывают горячей водой для дополнительного выщелачивания экстрактивных веществ хмеля. Промывные воды присоединяются к суслу в сусловарочном аппарате. 
 

     Охлаждение  и осветление сусла. Цель охлаждения  и осветления сусла - понижение  температуры до 6-16 °С, насыщение  его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц. 

В охлаждаемом  сусле остаются коагулированные  белки, которые находятся в состоянии  тонких взвесей (суспензий). При понижении  температуры они осаждаются. В  течение всего процесса охлаждения сусло поглощает кислород воздуха, который при температуре выше 40 °С расходуется на окисление органических веществ сусла, что приводит к потемнению сусла, снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи. Охлаждение сусла сопровождается испарением некоторого ко­личества воды, что приводит к уменьшению его объема и повышению концентрации. 

Сусло температурой 20-40 °С является благоприятной средой для инфицирующей микрофлоры. Поэтому  его охлаждают в две стадии. Первую стадию от 90 до 60 °С проводят в  течение 2 ч для обеспечения максимального осаждения крупных взвесей, а вторую—от 60 до 6-16 °С проводят быстро с использованием пластинчатых теплообменников. Сусло предназначенное для низового брожения охлаждают до 5-7 °С, для верхового брожения - до 14-16 °С. 

Для охлаждения сусла до 60 °С используют холодильные тарелки (тонкий слой сусла толщиной 150-250 мм), отстойный и гидроциклонный аппараты (высокий слой сусла). Сусло охлаждается до 60 °С в тонком слое в течение 2-6 ч, в высоком слое - до 2 ч. По достижении 60 °С сусло перекачивают на вторую ступень охлаждения в пластинчатые теплообменники. 

Белковый отстой содержит значительное количество сусла, поэтому его фильтруют или  сепарируют, стерилизуют и добавляют  в сусло, которое идет на брожение. 

Для осветления сусла используют также центробежные сепараторы, которые позволяют быстро получить прозрачное сусло и сократить потери экстракта с отстоем. 

     После  охлаждения до 6-16 °С сусло аэрируют  воздухом непосредственно в трубопроводе  или аппарате предварительного  брожения. Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.

Сбраживание пивного  сусла и дображивание пива 

Основной процесс, в результате которого сусло превращается в пиво — спиртовое брожение. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается во вкусный ароматный напиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание сахаров сусла, в результате которого образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептические свойства, осветляется и насыщается диоксидом углерода, т. е. происходит его созре­вание и пиво превращается в товарный продукт. 

    В  пивоваренном производстве используют  только культурные дрожжи, которые  относятся к семейству Saccharomycetaceae: Saccharomyces carlsbergensis (дрожжи низового  брожения) и  Saccharomyces cerevisiae (дрожжи верхового брожения).   Дрожжи верхового брожения в процессе интенсивного брожения всплывают на поверхность сбраживаемой жидкости, накапливаются в виде слоя пены и остаются в таком виде до конца брожения. Затем они оседают, образуя весьма рыхлый слой на дне бродильного аппарата. Дрожжи низового брожения не переходят в поверхностный слой пива - пену, а быстро оседают на дне бродильного аппарата. Дрожжи низового брожения также отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что они полностью сбраживают раффинозу. Их используют при производстве лёгкого пива. 

    Подготовка  чистой культуры дрожжей к  брожению сводится к накоплению  их биомассы в условиях микробиологической  стерильности в количестве, необходимом  для начала процесса брожения. Кроме чистой культуры широко используют семенные дрожжи, представляющие собой дрожжи, которые осели в конце главного брожения. На практике семенные дрожжи после предварительной подготовки используются до 10 генераций. 

Основной процесс  при главном брожении—биохимическое превращение сбраживаемых углеводов в этиловый спирт и оксид углерода. Наряду с основными продуктами брожения образуются вторичные и побочные продукты, которые в значительной степени определяют органолептические показатели пива. Образование спирта сопровождается выделением в среду теплоты, которую необходимо отвести для поддержания заданных температурных условий. 

На первых этапах брожения происходит энергичное размножение  дрожжей, что обусловлено полноценностью питательной среды. По мере обеднения среды, накопления продуктов брожения, создания избыточного давления скорость размножения дрожжей уменьшается. 

В результате главного брожения сусло превращается в молодое  пиво, которое еще не является товарным продуктом. Поэтому его направляют на дображивание и созревание. При дображивании протекают в основном те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Выделяющийся в процессе дображивания оксид углерода (IV) 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. Так же происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ. 

Наибольшее влияние  на ход брожения оказывают температура  и количество дрожжей. Различают  холодное (7-9 °С) и теплое (12-14 °С) брожение. Норма введения дрожжей зависит от способа брожения и колеблется от 0,4 до 1 л на 1 гл сусла. Сусло должно быть осахаренным, содержать достаточное количество ассимилируемых дрожжами азотистых веществ; рН сусла не должно превышать 5,8.  

Главное брожение проводят в открытых или закрытых бродильных аппаратах периодическим, полунепрерывным или (реже) непрерывным  способом. При периодическом брожении пивное сусло температурой 5-7 °С направляется в бродильный аппарат. Семенные дрожжи задают в количестве 0,4-0,5 л на 1 гл сусла. Пивное сусло сбраживают в течение 7-11 сут в зависимости от концентрации начального сусла.  

Полунепрерывное брожение проводят только в закрытых бродильных аппаратах, которые комплектуют  в батареи, состоящие из разбраживателя и пяти бродильных аппаратов. Норма задачи дрожжей 0.6- 1 л на 1 гл. Разбраживатель заполняют суслом температурой 6-8 °С, перемешивают в течение 30 мин и сбраживают 24 ч, а далее половину объема перекачивают в первый бродильный аппарат. Затем оба аппарата доливают свежим суслом до полного объема. С интервалом в одни сутки заполняют все бродильные аппараты. Пивное сусло сбраживают при избыточном давлении в течение 5-6 сут. 

Дображивание  пива проводят при температуре 0 - 2 °С в закрытых аппаратах под избыточным давлением 0,03-0,06 МПа. При дображивании контролируют давление в аппарате, органолептические показатели и степень осветления пива. Продолжительность дображивания зависит от сорта пива и колеблется от 21 сут до 90 сут. 

Возможно совместить процессы брожения и дображивания в одном аппарате. Процесс осуществляется в цилиндроконических бродильных аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной — на нижней конической части. Сусло температурой 7-9 °С подают в аппарат; в ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7-1 л на 1 гл. В первые сутки брожения температура повышается до 13-14 °С; при этой температуре сусло бродит б - 7 сут. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С, в результате чего образу­ется плотный осадок дрожжей, который выводят из аппарата. На восьмые сутки пиво охлаждают до 3-4 °С, на девятые — до 1-2 °С и выдерживают при этой температуре 5-6 сут для завершения процессов дображивания. Совмещение процессов брожения и дображивания позволяет сократить их продолжительность до 14-18 суток.   

Осветление и  разлив пива 

После дображивания и созревания для придания товарного  вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепарирования  или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов и различные микроорганизмы. 

Лучшие результаты получают при фильтровании пива на кизельгуровых фильтрах. Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона. 

При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед разливом его подвергают карбонизации путем продувки через пиво диоксида углерода. После карбонизации пиво выдерживают 6-8 ч в сборниках, а затем направляют на разлив. Пиво разливают в бутылки на автоматических разливных линиях, на которых последовательно осуществляют операции разлива пива, этикетирования, контроля качества, укладки в ящики или контейнеры.  

Пиво  содержат диоксид углерода, поэтому их разливают  под некоторым избыточным давлением  и без перепадов давления —  изобарически. Для этого в таре (бутылке, банке, бочке, автоцистерне) сначала создают давление, равное тому, под которым находится разливаемая жидкость, а затем приступают к наполнению тары напитком. Температура пива при разливе не должна превышать 3 °С.