Как рассчитать производительность линии непрерывного главного брожения и дображивания пива

Курсовая работа — Разработка проекта цеха по производству светлого пива Жигулевское, производительность 2000 дал/сутки — файл n1.doc

1. Характеристика продукта 4

2. Выбор и обоснование способа затирания 6

2.1 Выбор и обоснование способа затирания 10

3. Технологическая схема производства светлого пива «Жигулевское 13

4. Продуктовый расчет и материальный баланс производства 16

5. Выбор и количественный расчет технологического оборудования 23

6. Расчет площади складских помещений 36

7. Технохимический и микробиологический контроль производства 38

8. Техника безопасности и охрана труда 46

За последние десять лет пивоварение в России прошло путь от самой отсталой отрасли в пищевой и перерабатывающей промышленности до одной из наиболее развитых индустрий экономики. Сегодня пивоваренная отрасль — это 250 предприятий, на которых работают более 50 тыс. человек. За последние годы общий объем инвестиций в отрасль составил более 2,5 млрд долларов США.
Российский рынок пива — один из самых крупных и перспективных. За последние годы по показателям производства он стал пятым в мире. В 2004 году предприятия пивоваренной отрасли произвели 842,4 млн декалитров (далі); позитивная динамика роста рынка подтверждается достаточно стабильными показателями на протяжении последних пяти лет.

По уровню потребления пива Россия занимает 16-е место в мире (около 60 литров на человека). Тем не менее международные и отечественные эксперты признают, что потенциал российского рынка еще далеко не исчерпан, оптимистические планы многие ведущие международные компании связывают именно с Россией. Так, ОАО «САН Интербрю» (входит в InBev) по результатам 2004 года объявило о значительном росте производства, в первую очередь за счет роста объема продаж на 33% в России.
Доля импортного пива в России в настоящее время составляет порядка 2,5% и не представляет конкуренции пиву отечественному. В свою очередь экспорт российского пива постоянно растет. В 2000 году экспорт пива составил 2,4 млн дал, в 2002 году — 5,5 млн дал, а в 2003 году увеличился почти в два раза. Самые крупные по объемам поставки идут в страны СНГ, в общей сложности российское пиво экспортируется в 38 стран мира, в том числе в США, Израиль, Великобританию, Францию, Китай, Иран. И даже на такую пивную страну, как Германия, сегодня приходится порядка 3% экспорта российского пива. Уже сейчас можно сказать, что российские пивовары прочно занимают достойное место в мировом пивоварении.

  1. Характеристика продукта.

1.1 История продукта

Жигулёвское» — советская и российская марка пива . Самая популярная марка пива в бывшем СССР (на пике популярности этот сорт варили 735 заводов страны). Рецептура напитка полностью совпадала с составом знаменитого дореволюционного российского пива «Венское».

Самара — родина Жигулевского пива. Первым пивоварение в Самаре освоил австриец Филипп фон Вакано . Его сын Альфред продолжил дело, получив в 1879 году в аренду на 99 лет участок земли на берегу Волги . В 1881 году «Товарищество Жигулевского пивоваренного завода А. Вакано и Ко» начал производить продукцию — пиво «Венское» и «Венское столовое».

«Жигулевским» пиво стало в 1934 году — посетивший завод А. И. Микоян спросил, почему это пиво носит буржуазное название, после этого были «приняты меры».

Право ОАО «Жигулевское пиво» на этот товарный знак было зарегистрировано 24 июля 1992 года , но, поскольку, пиво под названием «Жигулевское» выпускалось почти всеми заводами страны (а это более чем 200 пивоваренных заводов). Союз российских производителей пивобезалкогольной продукции, объединяющий более 90 % производителей российского пива, оспорил законность регистрации товарного знака, и 17 мая 2000 года Апелляционная палата Роспатента отменила регистрацию товарного знака «Жигулевское».

В настоящее время пиво марки «Жигулевское» (но с разным составом и дизайном этикеток) выпускается несколькими десятками пивоваренных заводов России и ближнего зарубежья .

Пищевая ценность

  • Калорийность: 37 — 46 кКал
  • Белки: 0,5 — 0,6 г
  • Углеводы: 4,2 — 4,8 гр
  • Органические кислоты: 0,1 гр
  • Вода: 92 гр
  • Зола: 0,2 гр

Витамины

  • Витамин PP: 0,7 мг
  • Витамин B1 (тиамин): 0,01 мг
  • Витамин B2 (рибофлавин): 0,05 мг
  • Витамин PP (Ниациновый эквивалент): 0,7996 мг

Макроэлементы

  • Кальций: 9 мг
  • Магний: 8 мг
  • Натрий: 15 мг
  • Калий: 40 мг
  • Фосфор: 12 мг

Микроэлементы

  1. Выбор и обоснование способа производства продукции
    1. Выбор и обоснование способа затирания

Затирание можно производить двумя способами: настойным или отварочным.

1) Настойный способ затирания – рекомендуется использовать при переработке высококачественного хорошо растворенного солода. При этом нужная степень гидролиза составных частей солода происходит под действием солодовых ферментов в результате медленного нагревания с 40 до 72 о С с выдержкой температурных пауз при 40 о С ; 52 о С ; 63 о С ; 70 о С , при условиях, оптимальных для действия разных групп ферментов. Полнота гидролиза контролируется по йодной пробе, продукты распада крахмала не должны изменять окраски йодного раствора. Настойный способ затирания применяют при получении сусла для верхового брожения.
2) Отварочные способы затирания применяют при работе с солодом пониженного качества. Сущность этих способов заключается в кипячении части затора с целью клейстеризации содержащегося в нем крахмала и повышения выхода экстрактивных веществ. В процессе затирания выдерживаются температурные паузы, оптимальные для ферментативного гидролиза веществ сырья, в основном те же, что при настойном способе. Используют одно-, двух- и трехотварочные способы, в зависимости от числа отборных частей затора для кипячения. При возврате горячей отварки в основной затор его температура повышается до уровня следующей паузы. Отварочные способы дают сусло для низового брожения. Наиболее распространен двухотварочный, потому как он дает возможность перерабатывать солод любого качества при приемлемых затратах энергии. Одноотварочный применяют только при переработке солода высокого качества. Трехотварочный при переработке солода невысокого качества или для приготовления темных сортов пива. Главный недостаток этого способа — высокие затраты энергии.

Одноотварочный способ затирания с кипячением всей, густой части затора. Достоинства – густая масса затора подвергается кипячению. Жидкая часть, богатая ферментами, кипячению не подвергается. Способ исключает повторное кипячение, которое ведет к разрушению крупных частиц шелухи, что дает возможность перерабатывать солод с пониженной перерабатываемой способностью. При сокращении расхода энергии и продолжительности процесса затирания повышается выход экстрактивных веществ. Затор (t 62-63єС) оставляется в покое на 30 минут. После отстаивания верхнюю жидкую часть перекачивают в другой котел, а оставшуюся густую медленно подогревают до осахаривания. После доводят до кипения и кипятят 30-40 минут, затем охлаждают до 80-85єС и соединяют жидкую и густую часть в одном котле. Температура снижается до 70-72єС. Далее как в двухотварочном.

Двухотварочный способ. В заторном аппарате затирают 1/3 дробленного солода и весь несоложенный материал ( t 40°C). Температуру затора повышают до 52°С, медленно ( 1°С в минуту), и выдерживают в течение 15-30 минут. Из заторного аппарата от 1/2 до 1/3 V заторной массы медленно перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в обоих сосудах, где устанавливают t 63°С, выдерживают при этой t 20-30 минут, после чего затор медленно подогревают до 70-72°С и выдерживают 20-30 минут, быстро доводят до кипения и кипятят 15-30 минут. Эта часть затора называется первой отваркой. Далее первую отварку медленно перекачивают в основной затор, где устанавливают t 62-63°С, выдерживают 10-15 минут. Затем 1/3 густой заторной массы перекачивают в заторный аппарат на 2 отварку, нагревают до 70-72°С выдерживают 20 минут, затем нагревают до кипения и кипятят 10-20 минут. После кипячения эту часть затора (2 отварка) перекачивают обратно в общий затор. Температура всего затора повышается до 70°С, выдерживается 30 минут, проверяют осахаривание, если оно неполное, то затор нагревают до 72°С. После всего этого весь затор нагревают до t 76-78°С и перекачивают в фильтрационный аппарат.

Трехотварочный способ затирания. Для темных сортов, или при переработке плохо растворенного солода, с целью повысить выход экстракта. Смешивание дробленного солода и воды осуществляется также, как в начале затирания с одной или двумя отварками ( t 36-45°С). После тщательного перемешивания 1/3 затора (густую часть) отбирают в отварочный котел – первая отварка – нагревают до кипячения, с паузами: 50°С = 5-10 мин; 63°С=20-30 мин; 70°С=15-20 мин. В целом продолжительность отварки для темных сортов составляет 40-50 минут

Более длительное кипячение способствует лучшему осахариванию затора и усилению интенсивности цвета. После кипячения отварку медленно перекачивают в заторный котел. Температура общего затора повышается до 50-54°С. Через 15 минут из заторного котла снова отбирают 1/3 часть на отварку (вторую). В начале 2 отварку медленно нагревают до 70°С, затем быстро доводят до кипения и кипятят 15 минут. Температура общего затора поднимается до 63-68°С, выдерживается в течение 20 минут. За это время затор должен полностью осахариться.

Цель 3 отварки состоит в повышении t всего затора и инактивации ферментов. Поэтому необходимо отобрать жидкую часть затора, где концентрация ферментов максимальна. Мешалку выключают, дают затору отстояться. Затем отбирают 1/3 затора жидкой части, спускают в отварочный котел, где быстро нагревают до кипения и кипятят 10-20 минут. Далее отварку возвращают в заторный котел, перемешивают (t 75-78°С) и после полного осахаривания перекачивают на фильтрование.

Затирание солода с подкислением затора. Оптимальное значение рН для работы ферментов находится в пределах 5,4-5,5. Но когда для затирания используют жесткую воду, рН может повышаться до 6,3 и более. Для снижения жесткости воду умягчают при помощи ионообменных смол или подкисляют затор разбавленной молочной кислотой и гипсом. Для этого включают мешалку заторного котла и при перемешивании тонкой струей вливают 20% раствор молочной кислоты, которая снижает рН затора. Молочную кислоту добавляют в самом начале затирания.

Для способа подкисления гипсом пригодна вода с большим содержанием карбонатов и низким содержанием сульфатов( не более150 мг/л). Рассчитанное количество гипса засыпают в котел в самом начале процесса. Гипс, вступая в реакцию с карбонатами, образует нерастворимые соли, которые выпадают в осадок. При этом рН затора понижается.

Выберем одноотварочный способ, при этом способе, по сравнению с настойным, создаются более благоприятные условия для получения сусла с высокой степенью сбраживания, повышается выход экстракта.

Затирание по этому способу осуществляется следующим образом. В заторный котел набирают Ѕ всей воды, расходуемой на один затор, нагревают его до такой температуры, чтобы после подачи дробленного солода и несоложеного сырья температура затора была 50-52С, включают мешалку и спускают в котел из бункера по подводящей трубе дробленный солод, одновременно подавая остальное количество воды. Температура заторной массы после размешивания устанавливается 50-52С, что соответствует оптимуму для протеолитических ферментов. При этой температуре затор выдерживают 30мин.( белковая пауза). Затем при включенной мешалке 1/3 затора (густая масса) спускают в отварочный котел. В отварочном котле заторную часть при перемешивании нагревают до 62-63С и выдерживают 20мин (мальтозная пауза), далее повышают температуру до 70-72С и выдерживают 15 мин. для осахаривания крахмала. Во время выдержки затора при постоянной температуре мешалка не работает. После осахаривания затор нагревают до кипения и кипятят 20 мин. с включенной мешалкой. При кипячении происходит клейстеризация крахмала, дальнейшее превращение промежуточных продуктов гидролиза крахмала, коагуляция и осаждение части белков, инактивирование ферментов, уничтожение микроорганизмов, образование меланоидинов.

Кипяченую часть часть затора перекачивают в основной затор при работающих мешалках в обоих заторных котлах. В результате смешивания отварки и основного затора температура всего затора поднимается до 71-73С. При этой температуре затор выдерживают в покое до полного осахаривания., которое определяют йодом. Затем при перемешивании затор нагревают до 77С и перекачивают в аппарат для фильтрования. Для сохранения ферментов отварку в основной затор перекачивают медленно.

Одноотварочный способ применяют только при переработке хорошо растворенного солода с высокой осахаривающей способностью. Для солода с повышенной продолжительностью осахаривания возврат отварки из отварочного котла осуществляют двумя частями: сначала перекачивают первую часть, повышают температуру основного затора до 63С и проводят мальтозную паузу в течении 20-30 мин, затем перекачивают вторую часть и поднимают температуру до 71-73С. Далее процесс проводят, как описано выше.

2.2 Выбор и обоснование способа брожения

Брожение – основной процесс при производстве пива. Брожение спиртовое. В зависимости от вида применяемых ЧКД и t в сусле проходит верховое и низовое брожение. Верховое – 14-25˚С, низовое – 6-10˚С. Наиболее распространено низовое брожение.

Различают две стадии брожения:

При главном брожении, когда сбраживается основная масса сахаров, получают молодое пиво, которое представляет мутную жидкость со своеобразным ароматом.

При дображивании с пониженной t от 0 до 2˚С происходит медленное сбраживание оставшихся в нем экстрактов.

Главное брожение проводят от 7 до 10 суток. Дображивание проводят под избыточным давлением 0,03-0,07 мПа, в течение 21-90 суток.

Существует два способа брожения: периодический и непрерывный.

Периодический способ. Этот способ является традиционным способом брожения, который предусматривает проведение главного брожения в одном аппарате при одновременном наполнении емкости суслом и введении дрожжей.

При низовом брожении по периодическому способу в первые и вторые сутки допускают самопроизвольный подъем температуры до 8…9єС, поддерживают ее в течение 24…36 ч и затем постепенно охлаждают сусло с таким расчетом, чтобы к концу брожения температура плавно снизилась до 4…5 єС. Температуру регулируют подачей воды в змеевик бродильного аппарата. Главное брожение считается законченным, когда за сутки сбраживается 0,15…2% экстракта. Этот способ брожения имеет ряд недостатков: трудность обеспечения глубокого сбраживания экстрактивных веществ, дегенерация дрожжей (но допускается, что при низовом брожении используются дрожжи восьмой генерации, если они имеют высокую бродильную активность, нормальное физиологическое состояние и микробиологическую чистоту), сусло после главного брожения имеет ярко выраженный привкус молодого пива, который исчезает после длительной выдержки, длительность процесса брожения ( 7…8 сут).

Непрерывный способ брожения. Впервые непрерывное брожение было теоретически обосновано в России С. В. Лебедевым. Основные выводы, к которым пришел С. В. Лебедев сводятся к следующему:

-непрерывное сбраживание протекает в специальной непрерывно действующей аппаратуре произвольно долгий отрезок времени без перерывов и при постоянной производительности;

-принципиально такая аппаратура должна состоять из ряда сосудов, обеспечивающих свободный переток бродящей жидкости в каждый последующий сосуд.

-при установившемся режиме непрерывного сбраживания периоды подъема и угасания процесса брожения исключаются.

С. В. Лебедев приводит условия, которые необходимо соблюдать при непрерывном сбраживании:

1) сбраживаемая среда должна быть обеспложена или надежно защищена прибавлением соответствующих антисептиков от возможности развития в ней инфекции во время брожения и свободна от нерастворимых веществ, которые могут затруднить перетекание бродящей среды по сосудам аппарата;

2) непрерывное брожение ведется с применением чистых культур дрожжей;

3) равномерное, бесперебойное, четкое регулирование притока сбраживаемого сусла в аппарате, поддержание соответствующих температур и прочих условий, сообразно требованиям каждой из стадий брожения в отдельных бродильных сосудах аппарата;

4) усилению процесса брожения должен способствовать возврат дрожжей из полностью сбраженной бражки, а также улучшение условий соприкосновения находящейся в бродильном аппарате дрожжевой массы со сбраживаемой средой, что особенно необходимо для последних сосудов батареи, где скорость сбраживания незначительна. Применяемые в последних бродильных сосудах аппарата перемешивание и циркуляции обеспечивают также равномерное распределение в бродящей жидкости оседающих работоспособных дрожжей на наполнителях, вводимых в бродильные сосуды аппарата.

Недостатки непрерывного способа брожения:

-снижается эффект стерилизации т. к. создается непосредственный контакт между сбраживаемым суслом, находящимся в продизенфицированных чанах и в чанах, подлежащих очистке и дезинфекции;

— повышение кислотности вследствие развития микроорганизмов при контакте со старым суслом.

На ряде пивоваренных заводов внедрен способ непрерывного брожения и дображивания пива, обеспечивающий приготовление пива за 14 сут при непрерывной работе в течение двух месяцев без остановки на дезинфекцию. Способ непрерывного брожения и дображивания пива получил распространение пока только в на­шей стране. Широкое внедрение его позволит обеспечить значи­тельный прирост мощности.

Мы же остановимся на традиционном периодическом способе брожения.

  1. Описание технологической схемы производства пива светлого «Жигулевское»

Схема приведена на рисунке 1 в приложениях.

    1. Дробление солода

Проводят для интенсификации физических и биохимических процессов растворения зерна при затирании, а также обеспечения фильтрования затора через слой дробины.

Дробление солода осуществляют на четырех и шестивальцовых дробилках на крупных производствах и на двухвальцовых — на минипивзаводах. Реже применяют способ дробления увлажненного солода.

    1. Приготовление затора

Дробленный солод и несоложеное зерновое сырье смешивают с водой. Далее эту смесь нагревают и выдерживают при определенном температурном режиме. Эта смесь дробленых зернопродуктов с водой называют затором.
Затирание можно производить двумя способами: настойным или отварочным. Затирание при производстве пива «Жигулевское»,как отмечалось выше, будет происходить одноотварочным способом.
В процессе затирания происходит также осахаривание затора. Это переход высокомолекуляных углеводов — крахмала и высокомолекулярных декстринов, оставшихся в солоде после солодоращения — в низкомолекулярные декстрины и сахара: мальтозу, глюкозу.
В ходе затирания производят постепенный нагрев температурными паузами, необходимыми для действия различных ферментов. На современном производстве таких пауз несколько. 50-52 градуса в течение 10-15 минут (белковая пауза, для расщепления белков), 62-63 градуса 30-40 минут (мальтозная пауза, действует фермент бета-амилаза, которая дробит крахмал на крупные фрагменты), 70-72 градуса 10-15 минут (осахаривание, действует альфа-амилаза, дробящая декстрины на более мелкие фрагменты — олигосахариды, мальтозу). Окончание процесса осахаривания определяют йодной пробой (капли йода не должны синеть). Затем затор нагревают до 78 градусов (для инактивации ферментов и снижения вязкости) и подают на фильтрацию.

    1. Фильтрование затора

Затор разделяют на две фазы: жидкую или пивное сусло и твердую — пивную дробину. Пивное сусло представляет собой водный раствор экстрактивных веществ, получаемых при затирании. Пивная дробина — нерастворенная при затирании часть зернопродуктов. Она остается после фильтрования сусла и промывания.
Оборудование для фильтрации -фильтрационный аппарат или фильтр-пресс. При фильтровании получают сначала первое сусло, а затем, после промывания дробины водой — второе сусло. И первое и второе сусло набирают в сусловарочный котел.

    1. Кипячение сусла с хмелем

Хмель (возьмем гранулированный) с первым суслом и промывными водами кипятят в сусловарочном аппарате. В результате этого происходит экстрагирование и соответствующие превращения горьких и ароматических веществ хмеля — охмеление сусла. Процесс также ведет к осаждению или коагуляции высокомолекулярных белков, инактивации ферментов, стерилизации сусла. Кипятят сусло с хмелем 1,5-2,5 часа, при этом хмель вносят в 2-4 приема. После сусловарочного аппарата сусло поступает в гидроциклонный аппарат.

    1. Отделение сусла от хмелевой дробины

Цель — осаждение взвешенных частиц: хмелевой дробины и других грубых взвесей. Для решения поставленной задачи используют гидроциклонный аппарат с круговой циркуляцией сусла. Согласно законам физики, взвешенные частицы оседают в центре днища. Продолжительность операции 20-60 мин при этом температура горячего охмеленного сусла на выходе из аппарата 90С.

    1. Осветление и охлаждение сусла

Чтобы довести сусло до начальной температуры брожения производится его охлаждение на теплообменном аппарате. По классической схеме для низового брожения — до 10-12 С.

После охлаждения получается начальное сусло, — сусло, поступающее на брожение.

Продолжительность брожения для светлого пива от 7 8 суток. Большая часть экстракта сусла, состоящая из углеводов или сахаров, сбраживается. Другая часть, декстрины, белки, минеральные вещества, не сбраживается. Образуется, что безусловно очень важно этиловый спирт, диоксид углерода и, в малых количествах глицерин, уксусный альдегид, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, диацетил, ацетоин, высшие спирты.
3.8 Дображивание молодого пива

В лагерном танке экстракт дображивается при температуре 0 — 2С, продолжительностью 21 сутки. Происходит насыщение углекислотой, осветление в результате оседания оставшихся дрожжей и мелких взвесей. И,наконец, созревание пива, формирование букета пива.
3.9
Осветление пива
Производится обычно на специальных фильтрах, состоящих из кремниевых панцирей одноклеточных водорослей ( кизельгуровые или диатомитовые фильтры).

Пиво разливают при температуре не выше 8С в тару в изобарических условиях, т.е. когда оно находится при постоянном избыточном давлении. Если разливать его без давления, пиво будет пениться, что приведет к потере газа и неполному наливу в бутылки. Затем производятся укупорка, этикетировка и укладка бутылок в ящики.

4. Продуктовый расчет и материальный баланс производства

Таблица 1. Характеристика сырья

сырье влажность W, % экстрактивность в сусле на сухое вещество
солод светлый 5,4 77
рисовая крупа 15 85

Таблица 2.Потери по стадиям производства

Потери Светлое
1. В варочном цехе:

— экстракта в солодовой дробине ( ПЭ % к массе зернопродукта);

— в хмелевой дробине на стадии осветления и охлаждения сусла потери охлаждения % к объему холодного сусла.

2. В бродильном цехе ( от аппаратов бродильных до дображивания) П брожения % к объему холодного сусла.

3. В цехе дображивания и фильтрования П %, % V молодого пива.

— в бутылки Прб % V фильтрованного пива;

1. Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернопродуктов: 90% — светлый солод, 10% — рисовая крупа.

1). Масса полированного солода.

Пп = 0,5% — потери при полировке

mnc — масса полированного солода ( кг)

Пп – потери при полировке солода (0,5%)

где m nc – масса полированного солода

mcв – масса сухих веществ в солоде

m cв св с = 89,55* ( 100-5,4)/100 = 84,71 кг

m cв рис = 10 * ( 100-15 )/100=8,5 (кг)

Общая масса сухих веществ

m с в = mс в с + mс в р = 84,71 + 8,5 = 93,21

3). Масса экстрактивных веществ

m р эв = 8,5 * 85 / 100 = 7,23 кг

65,23+7,23=72,46 кг – общая m экстрактивных веществ

4). Масса потерь экстракта в дробине

В сусло перейдет следующее количество экстрактивных веществ:

Масса сухих веществ в оставшейся дробине:

2. Определение количества промежуточных продуктов

Согласно расчетам в сусло переходит экстрактивных веществ 69,66; d = 1,0526 и плотность сусла составляет 13%.

Масса сусла определяется по формуле:

Эс – масса экстрактивных веществ в сусле, т. е. экстракт сусла ( кг);

е – массовая доля сухих веществ в начальном сусле (%).

V сусла при 20єС определяется по формуле:

Vc = 535,85 /1,0526*10= 50,91 Дал

Коэффициент V расширения при нагревании сусла от 70 до 100єС равен 1,04. С учетом этого V горячего сусла:

Vхол с 52,95 * (100-6)/100=49,77 Дал.

Объем молодого пива при сбраживании периодическим способом определяют по формуле:

2.5. Готовое ( товарное пиво).

2.6. Общие видимые потери по жидкой фазе.

2.7. Общие видимые потери (в %).

2.8. Расчет нормы расхода зернопродуктов на 1 Дал пива.

Для этого необходимо знать выход готового (товарного) пива из 100 кг зернопродуктов:

m — 1Дал m = 100*1/46,36=2,16 кг

На 1 Дал приходится 2,16 кг зернопродуктов:

Рисовой крупы = 2.16 *0,1 = 0,22

3. Готовое количество сырья.

Умножаем массу зернопродуктов необходимого для производства 1 Дал пива на годовой выпуск.

Таблица № 3. Исходные данные

Продукт На 100 кг 1 Дал На 640000
Солод светлый 90 1,94 1241600
Рисовая крупа 10 0,22 140800

3.2. Согласно мощности завода данное темное пиво составляет 100% от мощности.

V пив. год = 100*640000/100=640000 Дал

М р = 0,22 * 640000= 140800 кг

Расход гранулированного хмеля. Молотый гранулированный хмель 2-х сортов ( горький и ароматный) с содержанием а-кислот:

1) Расход гранулированного горького хмеля.

Н г хм= 1,2*10 6 /(10+1)*(100-5)*(100-12,45)= 1200000/91489,75= 13,12

2) Расход гранулированного ароматного хмеля

Нхм ар = 1,2*10 6 /(5,5+1)* (100-5)*(100-12,45)= 1200000/54062,13=22,20

3) Суммарный расход гранулированного хмеля на 1 Дал

Нхм ар = 22,20*46,36 = 1029,19 г

4). Расход молочной кислоты – для подкисления затора используют 80% молочную кислоту в количестве 0,08 кг на 100 кг зернопродуктов:

Определение количества отходов:

а). Пивная дробина – представляет собой остаток дробленных зернопродуктов, образующийся после фильтрации затора и промывки солодовой дробины горячей водой, влажность 85%.

б) Белковый отстой, количество белкового отстоя, (влажность 80%), образовавшегося из 100 кг засыпи при осветлении пивного сусла = 1,75 кг.

При брожении сусла по периодическому способу выход избыточных дрожжей влажностью 88% на 1 гекталитр ( 100 литров) сбраживаемого сусла = 0,8 л; количество избыточных дрожжей на 10 кг зернопродуктов:

49,8 Дал 4,98 л.

г). Отстой в танках после дображивания пива.

Осадки, образующиеся при дображивании пива содержат дрожжи, белки, белково-полифенольные комплексы, хмелевые смолы. W = 90%.

При дображивании пива выход отстоя на 1 гл:

Количество отстоя на 100 кг засыпи зернопродукта:

На 1 гл отгружаемого пива выделяется при брожении 150 г СО2, который утилизируется с углекислотой.

Годовое количество СО2, образующего при сбраживании пивного сусла рассчитывается в кг.

Wco2= 0,15*V год = 0,15*640000=96000 кг

е) Исправимый брак ( в цех розлива) 2% по всем сортам пива

Vиспр. бр.= 0,02*640000=12800 Дал.

источник

Как рассчитать производительность линии непрерывного главного брожения и дображивания пива жигулевское

ОТПРАВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИВА С ЗАДАННЫМИ СОРТОВЫМИ ОСОБЕННОСТЯМИ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

Выпускаемые сорта пива подразделяются на две группы; светлые и темные сорта. Эти сортовые различия обусловливаются главным образом типом используемого солода, а также видом и количеством добавляемого к солоду несоложенного сырья.

Светлые сорта в зависимости от требуемой интенсивности окраски приготовляются из светлого или среднего по цветности солода с добавкой ячменной муки, обезжиренной кукурузной муки, рисовой сечки, сахара. Отиспользуемых видов сырья в известной степени зависят также и вкусовые особенности светлых сортов.

Вследствие меньшего содержания ароматических и окрашенных продуктов в сырье эти сорта обладают менее выраженным по сравнению с темными солодовым вкусом и ароматом. В них преобладает вкус и аромат хмеля, что объясняется большей нормой расхода хмеля и способом охмеления.

Темные сорта пива отличаются более интенсивной окраской и характерным сладковатым вкусом и ароматом, свойственным темному солоду. В практике пивоварения в связи с более сложной технологией темного солода и большими производственными потерями при его приготовлении зачастую вкусовые особенности темных сортов создаются не темным солодом, а красящими солодами (карамельным, жженым или меланом). Однако известно, что лучшее во вкусовом отношении пиво получается из хорошего темного солода.

Как светлые, так и темные сорта пива отличаются концентрацией экстрактивных веществ начального сусла, подвергаемого брожению, которая для каждого сорта регламентируется -стандартом или техническими условиями. В зависимости от концентрации экстрактивных веществ пиво по вкусовому восприятию может быть «легким» (при малой экстрактивности) или «тяжелым» (при высокой экстрактивности). Концентрация экстрактивных веществ начального сусла и величина производственных потерь служат основанием для определения потребного количества сырья.

Существенное значение для вкуса пива имеет также содержание в нем алкоголя, которое обусловливается количеством сбраживаемых веществ в начальном сусле и степенью их сбраживания. Высокой степенью сбраживания характеризуются преимущественно светлые сорта. При высокой концентрации сбраживаемых веществ в начальном сусле и высокой степени их сбраживания образуется больше алкоголя в пиве, который и придает ему характерный винный привкус. Между концентрацией экстрактивных веществ в начальном сусле и содержанием алкоголя и экстрактивных веществ в пиве существует зависимость, математически выражаемая формулой Баллинга:

Где Е — концентрация экстрактивных веществ в начальном сусле, % по массе;

А — содержание алкоголя в пиве, % по массе; е — содержание экстрактивных веществ в пиве, % по. массе.

Степень сбраживания пива (отношение| сброженного экстракта к экстракту начального сусла) в основном обусловливается технологией приготовления пивного сусла, режимом брожения, а также бродильной энергией используемых для брожения дрожжей.

Специфические особенности вкуса пива зависят также от расовых свойств дрожжей и от некоторых продуктов их обмена. Известны, например, расы дрожжей, придающие пиву тонкий вкус и аромат, но обладающие относительно невысокой бродильной энергией, а также известны расы, в меньшей степени влияющие на вкусовые особенности, но обладающие высокой бродильной энергией. Технологическое значение имеет также способность дрожжей к хлопьеобразованию и некоторые другие их свойства. Например, для Бархатного пива верхового брожения используются верховые дрожжи, не сбраживающие сахарозу.

На практике подбору расы дрожжей, соответствующей сорту пива, обычно уделяют мало внимания. Как правило, заводами для всех сортов используется одна и та же раса дрожжей.

Не безразличен для вкуса пива также солевой состав технологической воды. Издавна принято считать, что для светлых сортов пива целесообразно использовать по возможности мягкую воду, а для темных — более жесткую. Такое представление о требованиях к технологической воде весьма примитивное и не всегда оправдывается на практике. В промышленности не существует технических условий для технологической воды, а также не существует и научно обоснованных схем водоподготовки. Поэтому не редко наблюдается, что один и тот же сорт пива, вырабатываемый заводами, располагающими водой с разным солевым составом, имеет весьма ощутимые отличия во вкусе. Следует отметить, что за рубежом некоторые типичные сорта пива вырабатываются только на воде определенного солевого состава. Например, Дортмундское пиво готовится на воде с повышенным содержанием карбонатов, сульфатов и хлоридов.

Большое значение для обеспечения сортовых особенностей пива имеют методы технологии. Используемые методы технологии должны, прежде всего, гарантировать получение пива с установленными стандартом (или техническими условиями) для каждого сорта показателями при наименьших производственных потерях. С учетом этих показателей и выбираются методы технологии и, главным образом, определяются технологические режимы на стадиях приготовления пивного сусла, брожения, дображивания и выдержки пива.

На практике сортовые особенности пива обеспечиваются в основном следующими факторами: типом используемого солода и видами несоложенного сырья, их количественным соотношением в засыпи, расходом солода, несоложенного сырья, воды и хмеля на единицу продукции, технологическими режимами на стадиях приготовления пивного сусла, главного брожения, дображивания и выдержки пива. Эти факторы и являются отправными для приготовления того или иного сорта пива. Они определяются технологом на основании рецептур, требований ‘стандарта и технологических инструкций, а также в известной степени, на основании личного опыта.

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ В ЗАСЫПИ

Количество сырья, предназначаемое для одной варки пива, составляет засыпь. Согласно стандарту на пиво виды сырья и их количественное соотношение в засыпи определяются рецептурами. Однако рецептуры, действующие в пивоварении, не являются строго обусловленными. Так, например, Жигулевское пиво может готовиться либо только из солода, либо из солода с добавкой различных несоложенных зернопродуктов (дробленного ячменя, рисовой сечки, обезжиренной кукурузной муки) и сахара. .Причем количество этих добавок может варьировать в больших пределах: до 15%. к массе засыпи без применения ферментных препаратов и до 50% с применением их.

Не являются строго обусловленными также рецептуры на такие сорта пива как Украинское, Мартовское, Портер. Названные сорта готовятся с различным соотношением красящих солодов в засыпи. В большей части рецептур соотношение отдельных зернопродуктов в засыпи задается независимо от их экстрактивности. Например, Московское пиво по рецептуре изготовляется из светлого солода с добавкой к нему до 20% рисовой муки или сечки неза­висимо от их экстрактивности.

Advertisements

В некоторых рецептурах, кроме процентного содержания отдельных видов зернопродуктов, указывается также и их экстрактивность. Однако на практике часто состав засыпи с изменением экстрактивности отдельных ее составных частей обычно не изменяется. Для гарантирования стабильных сортовых особенностей пива следовало бы в рецептурах обусловливать не процентное соотношение отдельных видов сырья в составе засыпи, а соотношение их экстрактивных веществ.

РАСХОД СЫРЬЯ НА 1 дал ПИВА

Потребное количество сырья для приготовления 1 дал пива зависит от концентрации начального сусла, экстрактивности используемого сырья и размера производственных потерь и может быть с достаточной точностью рассчитано по следующей формуле:

Где — G — расход сырья на 1 дал пива, кг;

С — концентрация экстрактивных веществ в начальном сусле, % по массе;

D — относительная плотность сусла; 0,96 — коэффициент, учитывающий уменьшение объема горячего сусла при охлаждении; Е — экстрактивность сырья, % по массе; Пэ — потери экстрактивных веществ в варнице, % по массе; Поб — объемные потери продукта, % от объема горячего сусла.

Численные значения входящих в формулу величин принимаются следующими: концентрация начального сусла С для каждого сорта пива обусловлена стандартом или техническими условиями; относительная плотность сусла, а находится из таблиц по его концентрации; экстрактивность сырья Е принимается по данным лабораторного анализа. При использовании для варки пива нескольких видов сырья с различной экстрактивностью определяется средневзвешенная экстрактивность

Где Е1, Е2, Е3- экстрактивность видов сырья, составляющих засыпь;

Р1 р2 р3 — проценты этих видов сырья в составе засыпи, установленные рецептурой.

Потери экстрактивных веществ в варнице Пэ зависят от качества используемого сырья и от работы варницы; они принимаются по практическим данным. Объемные потери Поб для технологических расчетов могут быть приняты также по практическим данным завода. В зависимости от концентрации начального сусла эти потери могут быть приняты следующими:

Концентрация экстрактивных веществ в начальном сусле, % по массе

Объемные потери продукта, % от объема горячего сусла

Пример. Определить расход сырья для приготовления 1 дал Московского пива при использовании солода с экстрактивностью 76% по массе сухого вещества с влажностью 5,5% и рисовой сечки с экстрактивностью 90 % и влажностью 15%. Потери экстрактивных веществ в варнице—2%.

Экстрактивность используемых видов сырья при фактической влажности составит:

Согласно рецептуре в состав, засыпи для Московского пива входит 80% солода и 20% рисовой сечки. Средневзвешенная экстрактивность сырья составит

Потребное количество сырья для приготовления 1 дал пива

G=13*1,0526*0,96*100*10/ (72,76—2)*(100—14,3)= 2,23 кг.

РАСХОД ВОДЫ ДЛЯ ЗАТИРАНИЯ ЗЕРНОПРОДУКТОВ

Количество воды, расходуемой для затирания зернопродуктов, предопределяет концентрацию экстрактивных веществ первого сусла. Концентрация же первого сусла устанавливается на основании следующих технологических соображений. При высокой концентрации первого сусла более эффективно используется емкость варочных котлов. Однако при концентрации экстрактивных веществ 16% и более повышаются потери экстрактивных веществ в дробине, так как в концентрированных растворах тормозятся ферментативные процессы (гидролиз крахмала, некрахмалистых полисахаридов, белков). Поэтому для сортов пива с концентрацией начального сусла 8—14% следует стремиться к получению первого сусла с концентрацией 15—16%. Сорта пива с более высокой концентрацией начального сусла требуют соответственно и более высокой концентрации первого сусла. Для высокоэкстрактивных сортов пива максимальная концентрация первого сусла должна быть такой, чтобы после его варки с хмелем была достигнута стандартная концентрация начального сусла.

При приготовлении высокоэкстрактивных сортов пива набор сусла прерывается при достаточно высокой концентрации промывных вод, последние используются для затирания сырья при варке менее экстрактивных сортов.

Таким образом, для определения расхода воды на затирание должна быть задана в зависимости от сорта пива концентрация первого сусла. Расчет количества воды для затирания зернопродуктов производится по следующей формуле:

Где-В — количество воды, потребное для затирания 100 кг зернопродуктов, л.

Е — Экстрактивность зернопродуктов, % к массе;n-потери экстрактивных веществ в дробине, % к массе сырья; С — концентрация первого сусла, % к массе;

1,05—коэффициент, учитывающий испарение части воды при кипячении отварок.

Пример. Определить расход воды для затирания 100 кг зернопродуктов со средневзвешенной экстрактивностью 70% к массе воздушносухих веществ сырья, при концентрации первого сусла 16% и потерях экстрактивных веществ в дробине 2% к массе сырья.

Расход воды при указанных данных будет

В=(70—2) (100—16)/16*1,05=419 кг или л.

ВЫБОР РЕЖИМА ЗАТИРАНИЯ ЗЕРНОПРОДУКТОВ

В процессе затирания зернопродуктов сортовые особенности пива обеспечиваются, главным образом, температурным режимом, который является важнейшим фактором для регулирования ферментативных процессов, а, следовательно, и химического состава сусла.

Температурный режим затирания принято характеризовать начальной температурой затирания, скоростью и способом подогрева заторной массы до оптимальных температур для ферментативного гидролиза крахмала и белка сырья, продолжительностью выдержки при оптимальных температурах, продолжительностью кипячения отварок, конечной температурой заторной массы.

В соответствии с температурным режимом для затирания в определенной последовательности проводится ряд технологических операций, совокупность которых и составляет способ затирания. Последний, кроме температурного режима, предопределяется также и оборудованием варницы. Если варница оборудована одинаковыми по емкости заторным и отварочным котлами, которые вмещают всю массу затора, в каждом из них можно проводить все операции, связанные с затиранием. При разных емкостях заторного и отварочного котлов, в котле меньшей емкости производится обработка только части затора (нагрев и кипячение отварок).

Имеет значение также взаиморасположение котлов. При расположении котлов на одном уровне часть массы для отварки из одного котла в другой отбирается насосом, при расположении отварочного котла ниже заторного масса передается самотеком.

Важнейшими практическими вопросами при выборе режима затирания являются определение продолжительности температурных пауз для гидролиза крахмала и белка, определение объема заторной массы, отбираемой для отварок, определение продолжительности кипячения отварок.

Продолжительность температурных пауз для гидролиза крахмала и белка

Для обеспечения в пиве требуемого содержания алкоголя в пивном сусле должно содержаться достаточное количество сбраживаемых углеводов. Минимальное содержание сбраживаемых углеводов может быть рассчитано из условия, что для образования 1г алкоголя требуется сбродить 2,0665 г экстрактивных веществ. Но так как при брожении не достигается конечная степень сбраживания углеводов, то для гарантии требуемой концентрации алкоголя содержание их в сусле должно быть больше рассчитанного. Нормальным по углеводному составу считается сусло, в котором содержание сбраживаемых углеводов к массе экстрактивных веществ составляет 75-80% для светлых сортов пива, 70-75% для средних по цветности сортов и 65—70% для темных сортов.

Углеводный состав сусла принято оценивать по отношению мальтозы к немальтозе. Количество мальтозы в сусле определяется химическим анализом, а немальтозы — по разности между содержанием экстракта в сусле и содержанием мальтозы. Так, например, при содержании в сусле 75% мальтозы от экстракта сусла немальтоза составляет 100 -75=25%, а отношение мальтозы к немальтозе соответственно равно 1: 0,33.

В процессе затирания углеводный состав сусла регулируется продолжительностью пауз при температурах 63—65° С и 72—75° С. При температуре 63—65° С с наибольшей скоростью происходит ферментативный гидролиз крахмала с преимущественным образованием мальтозы, а при температуре 72—75° С ввиду инактивации термолабильной в-амилазы образуется больше декстринов. Поэтому при необходимости накопления в сусле большего количества мальтозы увеличивается пауза при температуре 63—65° С; эта пауза сокращается, если в сусле требуется меньше мальтозы, и увели­чивается при 72—75° С до достижения полного осахаривания крахмала. Продолжительность температурных пауз устанавливается с учетом осахаривающей способности солода, концентрации затора, солевого состава воды и других технологических факторов, влияющих на биохимические процессы затирания. На практике для этой цели прибегают к проведению опытных варок.

При получении пивного сусла не меньшего внимания требует также регулирование его белкового состава, в значительной степени предопределяющего полноту вкуса, пенообразовательную способность и коллоидную стойкость пива; по этим показателям к сортовому пиву предъявляют высокие требования.

Регулирование белкового состава сусла на практике весьма затруднительно. В известной мере он предопределяется биохимическим составом сырья, а также зависит от многих других факторов: температуры, активной кислотности, концентрации затора и т. п. Регулирование белкового состава сусла усложняется также и тем, что режим, создаваемый при затирании для обеспечения оптимального углеводного состава сусла, не всегда отвечает условиям белкового распада. Весьма сложен и лабораторный контроль за белковым распадом.

Известно, что для обеспечения высокой пенообразовательной способности и полноты вкуса пива необходимо накопить в сусле достаточное количество средних фракций белкового распада и ограничить, по возможности, образование коагулируемых белков. Поэтому при затирании зернопродуктов принимают во внимание, что накоплению средних фракций белкового распада благоприятствует температура 60° С, а образованию продуктов более глубокого гидролиза белков — температура 48-50° С. Однако, ввиду сложной зависимости белкового распада при затирании от ряда изме­няющихся производственных условий, для правильного определения условий гидролиза белка рекомендуется так же, как и для углеводов, проведение опытных варок.

Объем заторной массы, отбираемой для отварки, и продолжительность ее кипячения

Основными способами затирания зернопродуктов являются отварочные, при которых нагревание заторной массы производится кипячением ее отдельных частей с последующим смешиванием прокипяченной массы с накипяченной частью затора.

Объем заторной массы, отбираемой для отварки зависит от исходной температуры затора, от температуры, которая должна быть достигнута при смешивании прокипяченной отварки с накипяченной частью затора и от размеров тепловых, потерь в окружающую среду. Основная масса тепла теряется за счет испарения воды из прокипяченной отварки при ее перекачивании в котел, в котором содержится основная часть затора.

Часть затора, отбираемая для’ отварки, с достаточной для практики точностью может быть определена из уравнения

Где V — часть заторной массы, отбираемой для отварки; t1 — температура основной массы затора к моменту перекачки отварки; t2 — температура всей массы затора после перекачки отварки; k — коэффициент, учитывающий понижение температуры отваренной массы и изменение ее объема за счет испарения воды при кипячении. Величина этого коэффициента зависит от продолжительности перекачки, от температуры окружающего воздуха и некоторых других условий. Для производственных расчетов она принимается равной 0,9—0,95.

Пример. Начальная температура заторной массы 50° С. Определить, какая ее часть должна быть отобрана для отварки, чтобы после смешивания обеих частей затора температура затора составила 63° С.

Известно, что кипячение отварок является одним из способов извлечения в раствор экстрактивных веществ сырья. Поэтому продолжительность кипячения устанавливается в зависимости от достигаемого выхода экстракта. Но так как при продолжительном кипячении повышается интенсивность окраски сусла, то при приготовлении светлых сортов пива про­должительность кипячения ограничивают (до 10—15 мин) в зависимости от цветности получаемого сусла. По той же причине отдается предпочтение одноотварочным способам затирания.

ФИЛЬТРАЦИЯ ПИВНОГО ЗАТОРА И ПРОМЫВАНИЕ ДРОБИНЫ

Влияние фильтрации затора на вкусовые свойства пива проявляется, прежде всего, при промывании дробины. В течение промывания химический состав экстракта промывных вод изменяется: он становится беднее на сбраживаемые углеводы и обогащается азотистыми соединениями, полифенолами, кремневой кислотой и другими веществами, извлекаемыми главным образом из оболочки зерен солода и ячменя. Степень извлечения веществ оболочки зависит от температуры и количества промывной воды, от ее активной кислотности. Извлечение полифенолов увеличивается при промывании дробины щелочной водой. Отрицательно влияют на вкус пива также продукты окисления веществ оболочки.

При значительном количестве промывной воды, поступающей в основное сусло, получаемое из него пиво приобретает грубую, дубильную горечь.

Количество поступающих в основное сусло промывных вод зависит, в первую очередь, от разности концентраций экстрактивных веществ затора и начального сусла. Так как возможности концентрации сусла в сусловарочном котле ограничиваются режимом варки сусла, при очень высокой концентрации начального сусла (например, 20%) промывные воды вообще не поступают в сусло данного сорта пива, а используются при приготовлении малоэкстрактивных сортов. Соответственно опасность ухудшения вкуса пива за счет веществ, извлекаемых из дробины, тем большая, чем меньше начальная концентрация сусла. Во избежание дубильной горечи пива приходится промыва­ние дробины прекращать до полного извлечения экстрактивных веществ, жертвуя при этом выходом экстракта. Нормальной концентрацией конечных промывных вод при приготовлении 11-12%-ного пива считается 0,4-0,5%.

НАБОР СУСЛА В СУСЛОВАРОЧНЫЙ КОТЕЛ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЕГО ВАРКИ С ХМЕЛЕМ

В сусловарочный котел поступает все первое сусло и определенное количество промывных вод, получаемых при выщелачивании дробины. Важным практическим вопросом на данной стадии является установление момента прекращения спуска в котел промывных вод. Обычно этот момент устанавливается по величине концентрации сусла перед его кипячением. Концентрация же сусла определяется из следующих условий.

На сбраживание должно поступить сусло со стандартной концентрацией экстрактивных веществ. Для этого сусло перед варкой должно иметь более низкую концентрацию, так как при варке и охлаждении сусла часть воды испаряется. Для удобства производственного учета передачу сусла на охлаждение следует производить при стандартной концентрации, а количество воды, испаряющейся при охлаждении, компенсировать промывной водой, получаемой при выщелачивании дробины. В этом случае при наборе сусла потребуется учесть только количество воды, испаряющейся при кипячении.

Количество испаряющейся воды зависит от продолжительности и интенсивности кипячения. Испарительная способность сусловарочных котлов – 8-12% воды в час от исходного объема сусла. Продолжительность кипячения зависит от сорта пива и колеблется в пределах 1,5—2,5 ч. Во избежание увеличения цветности за счет сахароаминных реакций при варке светлых сортов пива рекомендуется менее продолжительное время кипячения. Для темных сортов продолжительность кипячения может быть большей.

Для принятых по указанным соображениям продолжительности и интенсивности варки сусла концентрация его в конце набора определяется по формуле,

Где С — концентрация сусла в конце набора перед варкой, % по массе; К — испарительная способность сусловарочного котла в час, % от объема исходного сусла; τ- продолжительность варки сусла, ч; Сн — концентрация начального сусла (в конце варки), % по массе; dн — относительная плотность начального сусла (после варки); dи. — относительная плотность исходного сусла (перед варкой). На практике разность концентрации Сн — Си не превышает 2. При этом отношение dн/ dи= 1,008.

Пример. Определить концентрацию жигулевского сусла в конце набора в сусловарочный котел при следующих условиях варки: продолжительность кипячения 1,5 ч, интенсивность выпаривания 10% от исходного объема в час. Концентрация начального сусла для Жигулевского пива составляет 11% по массе.

ОЖИДАЕМЫЙ ВЫХОД ГОРЯЧЕГО ОХМЕЛЕННОГО СУСЛА ИЗ 100 кг СЫРЬЯ

Выход горячего охмеленного сусла из 100 кг сырья зависит от требуемой концентрации начального сусла, от экстрактивности используемого сырья и производственного выхода экстракта в варнице.

Ожидаемый выход сусла из 100 кг сырья может быть подсчитан по следующей формуле:

Где Vc — объем горячего сусла в сусловарочном котле в конце варки с хмелем, л; Е — экстрактивность используемого сырья, % по массе; Пэ — потери экстрактивных веществ в варнице, % по массе; Сн — концентрация горячего охмеленного сусла, % по массе; d — относительная плотность сусла, кг/л; 0,96 — поправочный коэффициент на расширение объема сусла за счет нагревания.

Для данного расчета экстрактивность определяется лабораторным анализом, а потери экстрактивных веществ в варнице принимаются по практическим данным завода. Концентрация начального сусла установлена для каждого сорта стандартом или техническими условиями, а относительная плотность сусла находится из таблицы экстракта по величине начальной концентрации.

Пример. Определить ожидаемое количество жигулевского сусла из 100 кг сырья с экстрактивностью 72% и при потерях экстракта в варнице 2%.

Для жигулевского сусла С =11, d = 1,0442.

ОСОБЕННОСТИ ОХМЕЛЕНИЯ СУСЛА

Количество и сорт хмеля для охмеления пивного сусла обусловлены для каждого сорта пива рецептурами. В зависимости от сорта пива выбирается также и режим охмеления. Известно, что более полному извлечению горьких веществ благоприятствует продолжительное кипячение. Однако при введении хмеля в начальный период варки сусло получается малоароматным, так как в процессе варки улетучивается хмелевое эфирное масло.

В зависимости от желаемой степени ароматизации охмеление сусла проводят в два, три и четыре приема; норму хмеля делят соответственно на две, три или четыре порции, которые добавляют в сусло в различные периоды варки. Режимы охмеления могут варьировать в зависимости от качества хмеля, солевого состава производственной воды, желаемой ароматизации пива.

РАСХОД ВОДЫ ДЛЯ ПРОМЫВАНИЯ ХМЕЛЕВОЙ ДРОБИНЫ

Для извлечения сусла, удерживаемого хмелевой дробиной, производится промывание дробины водой, которая соединяется с основной массой сусла. Для сохранения, требуемой концентрации начального сусла количество воды для промывания дробины должно быть несколько большим количества воды, испаря­ющейся при охлаждении.

Вследствие испарения воды при охлаждении в зависимости от способа охлаждения приблизительно на 0,2-0,6% повышается концентрация сусла. Эта величина обычно известна каждому заводу и, зная ее, можно с небольшой погрешностью определить количество испаряющейся воды по формуле

Где W — количество испаряющейся воды, % по массе сусла; Сн — концентрация начального сусла, % по массе; d1- относительная плотность начального сусла, кг/л, Сох — концентрация охлажденного сусла, % по массе; d2 относительная плотность охлажденного сусла, кг/л.

Ввиду того, что из дробины вымываются остатки сусла, количество промывной воды получается несколько большим (на объем сусла, удерживаемый дробиной).

Пример. В процессе охлаждения жигулевского сусла концентрация его за счет испарения воды возрастает с 11 до 11,4% по массе. Определить объем воды, требующийся для промывания хмелевой дробины, для получения охлажденного сусла с заданной начальной концентрацией.

Где 1,0442 и 1,0459—относительная плотность сусла при концентрации экстрактивных веществ 11 и 11,4%.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКОНЧАНИЯ ГЛАВНОГО БРОЖЕНИЯ.

Для накопления в пиве стандартного количества алкоголя и углекислого газа в процессе главного брожения требуется сбродить определенное количество экстрактивных веществ. Отношение количества сброженного экстракта к экстракту начального сусла характеризует степень сбраживания, которая рассчитывается по формуле

Где S — степень сбраживания, % по массе; Е — концентрация экстрактивных веществ в начальном сусле, % по массе; е — концентрация экстрактивных веществ в пиве, % по массе.

Входящая в данную формулу величина Е установлена для каждого сорта пива стандартом (или РТУ), а величина е может быть вычислена по формуле Баллинга:

Где, а—концентрация алкоголя в пиве, % по массе. Из этой формулы следует, что

При стандартных значениях Е величина е, вычисленная по формуле Баллинга, составляет максимальный действительный экстракт лагерного пива после дображивания и выдержки, так как в стандарте указывается минимально допустимое значение а.

Действительный экстракт молодого пива должен быть больше, чем лагерного, так как для нормального насыщения пива углекислым газом в процессе дображивания должно сбродить 0,2—0,6% экстрактивных веществ. При длительных сроках выдержки и для большего насыщения пива углекислым газом молодое пиво передают в лагерное отделение с большей экстрактивностью, а при коротких сроках выдержки, наоборот, экстрактивные вещества сусла сбраживают полнее при главном брожении.

Таким образом, действительный экстракт молодого пива е1 должен быть равен

На практике для определения окончания главного брожения руководствуются величиной кажущегося экстракта пива, определяемого сахарометром в присутствии алкоголя. Алкоголь занижает показание сахарометра, поэтому кажущийся экстракт всегда меньше действительного, а кажущаяся степень сбраживания, наоборот, всегда больше действительной.

В зависимости от относительных количеств алкоголя в пиве разность между кажущейся и действительной степенью сбраживания колеблется в пределах 12—14%. Основываясь на указанных зависимостях, можно с достаточной для практики точностью при известных концентрациях алкоголя в пиве А и экстрактивных веществ в начальном сусле Е рассчитать кажущийся экстракт молодого пива е1к, при достижении которого следует закончить главное брожение. Для этого подставляют величину Е и А В формулу

И находят действительный экстракт готового пива е. Добавляя к этой величине 0,2—0,6% находят действительный экстракт молодого пива е1.

Рассчитывают действительную степень сбраживания молодого пива. Для определения кажущейся степени сбраживания молодого пива S1к добавляют к S1 12—14%.

Определив S1к вычисляют кажущийся экстракт молодого пива по формуле

Вычисленный таким образом кажущийся экстракт молодого пива следует считать максимальным, при котором гарантируется минимальное содержание алкоголя в готовом пиве при его нормальном насыщении углекислым газом.

Пример. Определить кажущийся экстракт Московского молодого пива перед передачей его на дображивание. Согласно ГОСТу для Московского пива Е =13%, а= 3,5°, продолжительность выдержки в танках—42 суток. Действительный экстракт готового Московского пива составляет

Е =13 +13*3,5*1,0665/100 – 3,5*2,0665= 6,25%.

Действительный экстракт молодого пива при относительно большом сроке выдержки будет больше чем в готовом на 0,6%, т. е.

Действительная степень сбраживания молодого пива равна

Кажущаяся степень сбраживания молодого пива больше действительной на 12%. т. е.

Тогда искомый кажущийся экстракт составит

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ДОБРАЖИВАНИЯ И ВЫДЕРЖКИ ПИВА

Продолжительность дображивания и выдержки пива при температуре 1-2° С установлена эмпирически, без должного научного обоснования и регламентирована для каждого сорта пива стандартом или РТУ.

В стандарте и РТУ указаны минимальные сроки дображивания и выдержки пива в лагерных танках при температуре воздуха лагерного отделения 1-2° С. Более продолжительная выдержка пива при низкой температуре благоприятствует физико-химическому и химическому связыванию пивом углекислого газа, а также получению пива более зрелого и гармоничного вкуса. Длительная выдержка пива при повышенной температуре, при недостаточной герметизации танков и при несоблюдении должной микробиологической чистоты в производстве приводит к понижению качества пива.

источник