ТЕХНОЛОГИЯ КОНЦЕНТРАТА СУСЛА И ПИВА

В некоторых зарубежных странах (Австрия, Англия, Дания, ША, ФРГ, ЧССР и др.) при приготовлении пива используют различные концентраты, экстракты, сиропы, полученные из ячменного солода (диастатический мальцэкстракт) или из несоложеных материалов (маниоки, кукурузы, пшеницы и др. — недиастатический мальцэкстракт), которые выпускаются в жидком виде или в виде сухого порошка.

Во многих странах (Швейцария, ГДР, ЧССР, США и др.) мальцэкстракт выпускают с добавками различных ингредиентов широко применяют его как диетический продукт и препарат лечебного питания.

Применение концентрата сусла или концентрата пива для производства пива позволяет резко сократить капиталовложения в ту отрасль, так как при этом отпадает необходимость строительства многочисленных солодовен и варочных цехов, кроме того, значительно сокращаются расходы на транспортировку и хранение зерна, поскольку строительство заводов по производству концентратов должно вместить в районах произрастания сырья, а пе­ревозка концентратов требует значительно меньших затрат.

Концентраты могут быть использованы в качестве добавки вместо несоложеного сырья в процессе приготовления сусла обычным способом.

Сусло и пиво концентрируют не только под вакуумом, но и методом сублимации с последующим отделением маточного сиропа центрифугированием, однако последний способ не получил большого распространения.

Сусло для концентратов готовят из различного сырья: солода, меси солода с ячменем; смеси сухого и свежепроросшего солодов с ячменем и с добавлением специально ароматизированного солода, ячменя, кукурузы, пшеницы, маниоки и др., с применением различных ферментных препаратов микробного происхождения, содержащих а-амилазу, протеиназу, целлюлозу и р-глюка-азу.

В нашей стране на ряде пивоваренных заводов также была освоена технология мальцэкстракта. Длительное время этот продукт выпускался на Московском и Харьковском пивоваренных заводах. настоящее время мальцэкстракт производится на Ильгециемком пивоваренном заводе МПП Латвийской ССР и используется ля изготовления витаминизированного экстракта и национальных высокопитательных напитков (напиток «Здоровье», Рижский солодовый напиток, Ильгециемское темное пиво).

На Елецком пивоваренном заводе организовано производство порошкообразного концентрата пивного сусла в количестве 90 т год.

Концентрат готовят из пивного сусла методом распылительной ушки под вакуумом. Влажность готового концентрата 3—6% мае. Потери экстрактивных веществ при получении концентрата не превышают 5% мае. В НПО ПБП разработана технология концентрата пивного сусла из ячменя и свежепроросшего солода с применением фер­ментных препаратов, а также ячменного сиропа из ячменя и фер­ментных препаратов.

Концентрат пивного сусла представляет собой продукт, полу­чаемый затиранием с водой свежепроросшего ячменного солода, ячменной, кукурузной или рисовой муки с ферментным препара­том, с последующим осахариванием сусла, осветлением и сгуще­нием в многокорпусном вакуум-выпарном аппарате.

Рис. 70. Технологическая схема получения концентрата пивного сусла по системе

«Копbru».

Концентрат пивного сусла предназначен для изготовления пи­ва в производственных условиях, но с успехом может быть ис­пользован и в домашних условиях.

По внешнему виду концентрат представляет собой вязкую гу­стую жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкую на вкус и обладающую солодово-хмелевым ароматом.

Концентрат содержит 75% мае. сухих веществ, полностью
растворяется в воде и имеет кислотность 12,4 мл н. раствора
NаОН на 100 г.

Фирма «Сапаdian Brewers Ltd» (Канада) разработала техно­логию производства концентрата пивного сусла из охме­ленного или неохмеленного сусла. В процессе упаривания окраска сусла и значение рН незначительно увеличиваются, остальные показатели не изменяются.

Пивное сусло упаривают до содержания в нем не менее 70% сухих веществ, что обеспечивает длительное хранение его без из­менения физико-химических показателей.

Технологическая схема получения концентрата пивного сусла по системе «Копbru» с использованием установки «АРV» (Анг­лия) приведена на рис. 70.

Основные узлы установки: четырехкорпусный выпарной аппа­рат, теплообменник, термокомпрессор, насосы, сепараторы к промежуточный сборник. Сусло с долей сухих веществ 12% мае. подается из хранилища в промежуточный сборник /, откуда центробежным насосом 2 перекачивается в первый корпус выпарного аппарата 3. Выходя­щая из него смесь жидкости и пара поступает на сепаратор 4, разделяющий жидкость и пар, после чего жидкость насосом 6 подается во второй корпус 7 выпарного аппарата, а пар разделя­ется на два потока. Один поток, пройдя через термокомпрессор 5, поступает в паровую магистраль второго корпуса. Сепаратор 8 разделяет жидкость и пар, выходящие из второго корпуса. Жид­кость насосом 9 подается в третий корпус 10, который обогрева­ется паром, отделенным сепаратором 8. Выходящая из третьего корпуса смесь жидкости и пара разделяется сепаратором 11, пос­ле чего часть жидкости насосом 12 перекачивается в последний корпус 13, обогреваемый паром из термокомпрессора, а осталь­ная жидкость возвращается в третий корпус, пополняя поступа­ющий сюда поток жидкости. Пар, отделенный сепаратором 11, имеет слишком низкую температуру для дальнейшего использова­ния и поступает в теплообменник 19 для конденсации. Концентри­рованное сусло после отделения от него пара сепаратором 14 пе­рекачивается насосом 15 в сборный танк 16, откуда насосом 17 передается в транспортный контейнер 18.

Концентрат пивного сусла упаривается до содержания в нем сухих веществ не менее 80% мае.

Австрийская фирма «Shwechat» разработала технологию и начала производство концентрата пивного сусла «Konbru». Этот концентрат представляет собой сброженное концентрированное пивное сусло, смешанное со спиртом. Для приготовления пива концентрат разводят газированной водой, смесь разливают в бу­тылки и пастеризуют.

Наряду с производством концентрата схема предусматривает изготовление хлебопекарных дрожжей.

Исходным сырьем для производства концентрата пива «Bimaх» являются ячмень, кукуруза, ячменный солод, хмель, дрож­жи, спирт этиловый, ферментные препараты бактериальной ами­лазы и протеиназы.

Концентрат пива «Вimax» готовят путем затирания с водой ячменя и кукурузы с применением ферментных препаратов и яч­менного солода с последующим осахариванием, осветлением и сгущением сусла, полученного из смеси несоложеных материалов, сбраживанием его, купажированием охмеленного солодового сус­ла с концентрированным суслом, полученным из несоложеных материалов, сбраживанием смеси сусел и добавлением спирта в сброженное концентрированное сусло.

Концентрат пивного сусла «Вimax» предназначается для при­готовления пива как в производственных, так и в домашних усло­виях. Он представляет собой вязкую густую жидкость светло-ко­ричневого цвета, имеющую кисло-сладкий вкус с оттенком спирта и хмеля и солодово-хмелевой аромат, и полностью растворимую з воде. Содержание сухих веществ в концентрате 60% мае, этилового спирта 20% мае, кислотность—11 мл н. раствора NаОН на 100 г концентрата.

В соответствии с технологической схемой производства кон­центрата (рис. 71) дробленный на молотковой дробилке ячмень и молотая кукуруза поступают в бункера 1 и 2, откуда в соотноше­нии 1 : 1 сырье передается в аппарат 3, куда предварительно зали­вается вода, для затирания. Процесс затирания продолжается 30 мин при температуре 50°С. Затем смесь насосом 4 перекачива­ется в смесители 5, где подвергается обработке паром при дав­лении 0,5 МПа и нагреву до 140°С.

Из смесителя нагретая масса, пройдя развариватель 6, пред­ставляющий собой змеевик, выполненный из труб, изготовленных из нержавеющей стали, через регулируемое диафрагмой 7 отвер­стие поступает при температуре 135°С в расширительный сосуд 8, где выдерживается в течение 3 мин. Выделяющиеся при этом во­дяные пары отводятся через патрубок в верхней части расширите­ля, проходят конденсатор 9 и в виде конденсата сбрасываются в отводящую магистраль. Разваренная масса насосом 10 передается в аппарат 11 для осахаривания. Осахаривание проводится с при­менением препаратов бактериальной амилазы и протеиназы (1-й ва­риант) или ячменного солода (2-й вариант). Степень осахарива­ния определяется окраской с йодом. Заторная масса насосом 12 передается на горизонтальную саморазгружающуюся центрифугу «Аlfa-Laval» 13, где происходят отделение дробины от сусла и промывка ее.

Затем фильтрат поступает на сепаратор «Аlfa-Laval» 14, где происходит окончательное осветление сусла с отделением белко­вых взвесей.

Осветленное сусло, доля сухих веществ в котором составляет 16% мае, направляют в сборник 15, откуда его насосом 16 пере­качивают в автоцистерны 17 и доставляют на дрожжевой завод, расположенный в нескольких километрах от пивоваренного заво­да, выпускающего концентрат «Вimax». На дрожжевом заводе сусло поступает в верхнюю часть выпарного аппарата 18 противоточного типа, а в нижнюю часть его подается пар. Процесс выпарки длится несколько секунд. Выпарная установка состоит из трех колонн, установленных последовательно. Остаточное дав­ление в последней колонне достигает 0,07 МПа. Часть уваренного до содержания сухих веществ 60% мае. сусла направляется в сборник 19, откуда затем поступает в дрожжерастильный аппа­рат 20, где смешивается с водой, разводкой дрожжей и стимуля­торами роста дрожжей (диаммонийфосфат, хлорид калия, суль­фат магния, аммиачная вода, серная кислота), поступающими из сборников 21.

В процессе дрожжегенерирования в дрожжерастильный аппа­рат подается воздух в количестве 30—40 м3 на 1 м3 среды, при этом контролируется содержание в среде спирта, которое не дол­жно превышать 0,1% об. Процесс12 ч при температуре 28—30°С, после чего биомасса дрожжей поступает на сепаратор «Аlfa-Laval» 22, где происходит отделение дрожжей от сброженного сусла. Жидкие дрожжи поступают на вакуум-фильтр 23. Дрожжи реализуют, а фильтрат сброженного сусла с сепаратора направляют в сборник 24, где при помощи оки­си кремния адсорбируются посторонние примеси, после чего его на­сосом 25 передают на диатомитовый фильтр 26. Затем отфильт­рованное сусло смешивают с фильтратом сброженного сусла, от­ходящим от вакуум-фильтра, и смесь, содержащая сухих веществ 15—16% мае, вновь поступает на выпарной аппарат, где увари­вается до 40%-ного содержания сухих веществ.

Для приготовления солодового сусла из ячменного солода (2-й вариант) последний дробят, вносят в аппарат 11 для осахаривания, затем насосом 12 передают на центрифугу 13, где дробина отделяется от сусла. Мутное сусло после этого поступает на се­паратор 14, где отделяются белковые взвеси, а осветленное сусло с содержанием сухих веществ 18% мае. передается в сусловарочный аппарат 27, куда вводят хмель в соотношении 1 кг хмеля на 1 кг сусла (для охмеления сусла из несоложеных материалов). Сусло кипятят в течение 1,5 ч и насосом 28 передают в бродиль­ный аппарат 29, куда одновременно вводят концентрат сусла, содержащий сухих веществ 60 и 40% мае, и пивные дрожжи в количестве 2 кг на 10 дал сусла. Соотношение концентратов из несоложеного сырья и солодового сусла (18% мае.) соответствен­но 4:1. После тщательного перемешивания сусло сбраживают при температуре 25°С в течение 3—4 сут до накопления 4% об. алкоголя. По окончании процесса брожения сусло охлаждают до температуры 10°С, при этом дрожжи оседают, сусло снимают с дрожжевого осадка и насосом 30 передают на фильтр 31. Отфиль­трованный концентрат (сброженное сусло) затем поступает в сборник 32, где смешивается с этиловым спиртом в соотношении 4000 г концентрата и 1150 мл спирта 96% об., в результате чего получается готовый концентрат пива «Вimax».

Для приготовления пива концентрат «Вimax» и воду дозато­рами направляют в синхронно-смесительную установку 33, откуда готовое пиво поступает на разливочно-укупорочный блок 34 для розлива в бутылки. Далее бутылки с пивом транспортером 35 передают в пастеризатор 36 и на реализацию.

Фирма «Naarden» (Нидерланды) разработала технологию по­лучения сиропа из ячменя с помощью ферментных препаратов. Для этого ячмень смешивают с водой температурой 30—50°С с таким расчетом, чтобы содержание сухих веществ в заторе со­ставляло 25—50%- В затор добавляют ферментный препарат, со­держащий целлюлазу, гемицеллюлазу, протеиназу и а-амилазу, и рН раствора доводят до 4—7. Затор выдерживают при 50—60°С. для разрушения гемицеллюлозы и белка, затем повышают темпе­ратуру до 86—88°С для разрушения крахмала затора. Смесь ох­лаждают до 55—62°С и добавляют осахаривающий фермент для того, чтобы получить нужное соотношение сбраживаемых и не сбраживаемых Сахаров. Затем затор нагревают до 85—115°С для инактивации ферментов. После фильтрации добавляют горькие вещества и сгущают раствор в сироп.

Некоторые зарубежные фирмы для ускорения гидролиза высо­комолекулярных веществ ячменя применяют кислотный гидролиз я ферментные препараты. Смесь из ячменной или" пшеничной му­ки или другого несоложеного зернового сырья и воды с концент­рацией сухих веществ 20—45% мае. вливают в разбавленный водный раствор НС1, нагретый до 100°С. Эту температуру под­держивают в смеси 5—8 ч при рН 1,5 и постоянном перемеши­вании. После растворения крахмала излишек кислоты в смеси нейтрализуют карбонатом натрия до рН затора 5,5. Смесь охлаж­дают до 55°С, вносят препарат амилазы или экстракт солода для осахаривания крахмала и протеиназу для растворения белка. На другой день смесь фильтруют, осадок промывают и фильтруют вместе с промывной водой, сгущают под вакуумом до 82% мае. сухих веществ.

Полученный сироп употребляют для частичной замены солода в пивоварении или разбавляют водой и сбраживают обычным спо­собом для получения этилового спирта.

Английская фирма АВМ «Industrial Products Ltd» получает экстракт из ячменя путем обработки его бактериальными и гриб­ными ферментами.

Фирма освоила два технологических"процесса получения яч­менного экстракта из «грубого помола» и «тонкого помола»

Ячменя.

Технология «грубый помол». Особое внимание при производ­стве ячменного экстракта этим способом уделяется качеству по­мола, в котором не должно быть мелких частиц, так как это за­трудняет процесс фильтрации. Для получения помола необходи­мого состава ячмень освобождают от оболочек перед размолом эндосперма, затем оболочки и молотый эндосперм снова смешивают в исходной пропорции.

Для производства экстракта используют ферментные препара­ты, вырабатываемые фирмой АВМ,— нерваназа 10х и протеиназа 36х N — стандартной активности в количестве до 1 % каждого по отношению к сухой массе ячменя (препараты не должны содер­жать солей) и солод обычного помола с высокой диастатическои активностью в количестве 10% от массы ячменя. Все указанные компоненты тщательно смешивают с водой при температуре 50— 55°С в соотношении 2 части воды на 1 часть помола. Смесь вы­держивают в течение 1,5 ч, затем температуру повышают до 65— 70°С и при этой температуре выдерживают 15—30 мин. После этого в смесь вносят солод и весь затор выдерживают при 60— 65°С, непрерывно перемешивая, 1 ч. После полного осахаривания сусло отделяют от дробины на фильтрационных аппаратах и по­догревают до температуры 75°С, собирают в сборную емкость, а затем направляют в трехкорпусный выпарной аппарат для кон­центрирования до 78—80% мае. сухих веществ.

Рис. 72. Технологическая схема производства ячменного экстракта по способу

Завода фирмы «Кгоуег».

Способ «тонкий помол» предусматривает использование для приготовления сусла очень тонкого помола ячменя. Характеристи­ка и норма внесения ферментов, солода и воды такие же, как и в процессе «грубый помол».

Фильтрацию проводят на -центрифугах и фильтрах. Фирма «ООЗ-Кгоуег» (Дания) разработала непрерывный способ получе­ния концентрата из фуражного ячменя.

Технологическая схема производства ячменного экстракта по способу «Кгоуег» приведена на рис. 72.

Ячмень и нерваназу затирают с водой при температуре 50— 55°С и выдерживают при этой температуре 1 ч.

Затем затор с помощью пульсирующего насоса пропускают через теплообменник для достижения температуры 85—90°С. Пос­ле этого затор проходит через непрерывный конвектор системы «Кгоуег» и выдерживается при температуре 85—90°С. Общая продолжительность прохождения составляет примерно 10 мин. За тем затор охлаждают до 50—55°С, рН доводят до 5,2—5,6 и до­бавляют солод и протеиназу. Затор выдерживают при этой тем­пературе 3—4 ч, после чего температуру затора повышают до 72—75°С, выдерживают 10 мин, а затем фильтруют через