Приготовление пивного сусла

Пивное сусло в это — водный раствор экстрактивных веществ растительного сырья или солода, предназначенный к сбраживанию.

Сусло приготовляют в варочном отделении завода. При варке стремятся полнее извлечь ценные вещества солода, его заменителей и хмеля. Солод и ячмень сначала очищают от загрязнений (полировка), затем измельчают. Дробленое зерно смешивают с водой, получая затор, который выдерживают при температурах, оптимальных для действия ферментов, гидролизующих белки и крахмал. Эта операция называется затиранием. После полного осахаривания крахмала затор фильтруют, отделяя от сусла нерастворившуюся часть зерна (дробину). Сусло кипятят с хмелем, затем вываренный хмель (хмелевую дробину) отделяют и горячее охмеленное сусло осветляют, охлаждают и передают на брожение.

• 1. Полировка зерна. Эта операция осуществляется на полировочной машине. Она состоит из наклонных сит, на которых отделяются крупные примеси, щеточного барабана и вентилятора. Против щеточного барабана расположен стальной лист с волнистой поверхностью. Зерно попадает в щель между щетками и листом и полируется. Пыль и мелкие примеси с помощью вентилятора уносятся струей воздуха в циклон. Отходы при полировке составляют 0,2—0,5% к массе солода, они используются на корм.
• 2. Дробление солода и ячменя. Дробление стремятся вести так, чтобы мучнистую часть зерна превратить в мелкую крупку и муку, а оболочки сохранить и использовать в качестве фильтрующего слоя. Для дробления солода применяют вальцовые дробилки. Сложные вальцовые дробилки используют на крупных заводах, где даже небольшое повышение выхода экстракта (на 0,5—1%) компенсирует высокие затраты на их установку. Для повышения производительности варочного отделения на 25—30% предложено осуществлять дробление мокрого солода на специальных дробилках. Эти дробилки состоят из замочного аппарата, питающего вала и двухвальцовой дробилки. Полированный солод загружается в замочный аппарат, куда подается вода температурой 35—55°С. При прохождении через слой солода часть воды впитывается солодом, а остальная стекает в корпус дробилки, откуда вместе с вновь подаваемой водой насосом возвращается в аппарат. Рециркуляцию воды ведут до достижения влажности солода 30%, на что затрачивается 25—30 мин. Лишнюю замочную воду перекачивают в заторный аппарат. Затем включают дробилку. Питающий вал порциями подает солод на вальцы, при прохождении между которыми оболочки его снимаются почти без повреждения, а эндосперм тонко измельчается. С дробилки солод поступает в бункер, где смешивается с водой и затем насосом передается в заторный аппарат. Дробление длится 30 мин. Для дробления ячменя применяется мельничный вальцовый станок с рифленой поверхностью вальцов, вращающихся с разной частотой вращения. Ячмень измельчается с минимальным разрушением оболочек, и помол характеризуется следующим фракционным составом (в %): лузга 12—22, крупная крупка 20—40, мелкая крупка 25—50, мука 15—20. Для дробленого солода и зерна устанавливают бункера, объем которых выбирают из расчета 3 м³ на 1 т. .
• 3. Затирание зернопродуктов. Цель затирания — перевод максимально возможного количества сухих веществ солода и несоложеных продуктов в растворимое в воде состояние путем создания благоприятных условий для действия ферментов солода. Для успешного протекания ферментативного гидролиза необходима определенная кислотность среды (рН 5,3— 5,5). При использовании щелочной воды затор не осахаривается, резко падает выход экстракта. В этих случаях затор подкисляют молочной кислотой. Различают два способа затирания: настойный и отварочный. Настойный способ заключается в том, что затор медленно нагревают от 45—50°С до 75 °C, чередуя нагрев с 45—60-минутной выдержкой при температурах 50, 60 и 70 °C. Этот способ непригоден при использовании несоложеного материала, вследствие чего он почти не применяется. Отварочный способ характеризуется тем, что для повышения температуры затора отбирают в другой аппарат часть затора (отварку) для кипячения; затем отварку смешивают с некипяченой частью затора. В зависимости от количества отварок различают одно-, двухи трехотварочный способ затирания. При выборе числа отварок исходят из качества солода и сорта пива. Солод нормального качества затирают одноотварочным способом, а солод для темных сортов пива готовят трехотварочным способом. Наиболее рациональным и универсальным является двухотварочный способ. Он применяется при затирании затора, в котором часть солода заменяется несоложеным зерном. В зависимости от количества несоложеного зерна и качества солода режим и порядок затирания несколько изменяются. При переработке солода с высокой осахаривающей способностью и замене до 15—20% солода несоложеным сырьем затирание начинают при 50—52°С, а несоложеное сырье добавляют в первую отварку. При большей доле несоложеного материала в затор добавляют примерно 1% по массе всего затираемого материала ферментного препарата амилоризина или 0,03% амилосубтилина и подкисляют молочной кислотой до рН 5,6— 5,3. Затирание начинают при температуре 40 °C. Наиболее распространен способ затирания со стягиванием жидкой части затора, содержащей растворенные ферменты, и кипячением всей густой части. В аппарат набирают воду температурой 42—45°С (3,5—4,5 л на 1 кг затираемого сырья) и при работающей мешалке вносят солод, ячмень и ферментный препарат. После смешивания определяют рН затора и в случае необходимости добавляют молочную кислоту— примерно 0,09% по массе засыпи (при воде средней жесткости). При температуре 40 °C затор выдерживают 15 мин, затем медленно (на 1 °C в мин) нагревают до 52 °C и делают белковую паузу в 20—30 мин. Потом поднимают температуру (1°С в мин) до 63 °C и выдерживают 20—30 мин. Снова нагревают затор (1°С в мин) до 70—72°С и выдерживают до полного осахаривания жидкой части затора (не менее 40 мин). Отстоявшуюся жидкую часть затора с помощью стяжной трубы спускают в другой аппарат, а гущу нагревают до кипения за 30 мин и столько же времени кипятят, после чего ее медленно (за 30 мин) перекачивают в другой аппарат, где смешивают с жидкой частью и при температуре 75—76°С в течение 15—20 мин осахаривают весь затор. Осахаренный затор перекачивают на фильтрацию. При подогреве и перекачивании затора работает мешалка. Общая длительность затирания 4,5—5 ч.
• 4. Фильтрация осахаренного затора. Осахаренный затор состоит из двух фаз: жидкой (сусла), содержащей растворенный экстракт, и твердой (дробины) в виде не растворившихся остатков зерна. Отделяют сусло фильтрацией, причем дробину используют в качестве фильтрующего материала. Процесс ведут в две стадии. Сначала отделяют сусло, которое называется первым суслом, а затем горячей водой вымывают из дробины оставшийся в ней экстракт. При фильтрации и промывании температура затора должна быть 75—78°С.

При понижении температуры вязкость сусла увеличивается и фильтрация замедляется, а при повышении — инактивируется амилаза, что может привести к появлению клейстерной мути в сусле в результате клейстеризации оставшегося в дробине крахмала. Фильтрацию затора осуществляют двумя способами: с помощью фильтрационного аппарата и с помощью фильтр-пресса. Фильтрационный аппарат — стальной цилиндр со сферической крышкой, вытяжной трубой и плоским дном. На высоте 10—12 см от дна расположено съемное сетчатое дно, составленное из отдельных сегментов. Продолжительность фильтрации около 5,5 ч. Фильтрация с использованием фильтр-пресса происходит за 3,5 ч, вследствие чего повышается производительность варочного отделения. К тому же применяется более тонкий помол солода и ячменя, и выход экстракта возрастает на 1%. Выход дробины влажностью 80— 85% из 100 кг затираемого сырья составляет 125—130 кг. Ее удаляют из варочного отделения или с помощью насоса, или через монтежю посредством пара. При перекачке насосом дробину разводят водой в отношении 1:3 и подают в раздаточный бункер. При этом способе кормовая ценность дробины несколько снижается, так как вода и вместе с ней экстрактивные вещества затем удаляются. При удалении паром дробину не разбавляют водой, но нужен пар давлением 0,07—0,09 МПа. Расход его составляет около 2% к массе дробины.

• 5. Кипячение сусла с хмелем. При кипячении сусла с хмелем растворяются горькие и ароматические вещества хмеля и выпаривается избыток воды. Кроме того, инактивируются ферменты и погибают микроорганизмы, попадающие в сусло с солодом и хмелем, что обеспечивает постоянство химического состава сусла до брожения и предотвращает прокисание пива. Под влиянием высокой температуры белки выпадают в осадок в виде крупных хлопьев. Кипячение сусла начинают после окончания фильтрации затора. До этого момента температуру сусла в сусловарочном котле поддерживают около 75 °C, чтобы доосахарить крахмал, вымываемый из дробины. Хмель в сусло вводят несколькими способами в зависимости от сорта пива. В слабо охмеленные темные сорта пива весь хмель задают в начале кипения. При варке более охмеленных сортов пива хмель вносят в два-три приема. Для сильно охмеленных и ароматизированных сортов пива небольшую порцию хмеля не кипятят, а задают в хмелеотделитель. Количество хмеля зависит также от типа и концентрации сусла; с повышением концентрации норма внесения хмеля увеличивается. Конец варки сусла с хмелем определяют по концентрации сусла и его осветлению. Сусло должно иметь стандартную для данного сорта пива концентрацию экстракта, быть прозрачным и содержать быстро оседающие хлопья белка. Длительность кипячения колеблется от 1,5 до 2 ч. По окончании кипячения измеряют объем горячего сусла и спускают его в хмелеотборочный аппарат. 6. Отделение хмелевой дробины. Из сусловарочного котла охмеленное сусло, содержащее вываренный хмель (хмелевую дробину), самотеком поступает в хмелеотборочный аппарат, в котором хмель задерживается на сите; прошедшее через него сусло откачивают насосом и передают в следующее отделение завода для осветления и охлаждения. После откачки всего сусла хмелевую дробину промывают горячей водой до тех пор, пока концентрация экстракта в воде не снизится до 2,5%. Промывную воду присоединяют к суслу, а дробину заливают водой и вместе с ней удаляют в специальный .
• 7. Осветление и охлаждение охмеленного сусла.

Полученное горячее сусло перекачивают в специальный аппарат — гидроциклон, объемом одной варки, для осветления путем осаждения мелких взвешенных частиц хмеля и белка. Принцип действия аппарата таков: струя потока пивного сусла направлена тангенциально, поэтому внутри аппарата происходит вращение сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в виде конуса в центре днища аппарата. После оседания твердых частиц сусло становится светлым и снимается с осадка, сначала с верхних уровней гидроциклона, а затем с нижних по мере увеличения прозрачности. Процесс обработки сусла занимает 20−30 минут, затем сусло около 1 часа охлаждается до температуры, необходимой для начала брожения.