Контрольные вопросы и задания

1. Назовите цель кипячения сусла с хмелем.

2. Какие изменения претерпевают горькие, дубильные и ароматические вещества хмеля?

3. Какие факторы влияют на выход горьких веществ?

4. Объясните механизм коагуляции белка.

5. Какие факторы влияют на осветление сусла?

6. Приведите устройство и принцип работы сусловарочного котла.

7. Опишите последовательность операций при кипячении сусла с хмелем.

8. Как рассчитывается норма внесения хмеля?

9. Опишите порядок внесения в сусло шишкового и гранулированного хмеля, хмелевого экстракта.

10. Каким образом отделяется от сусла хмелевая дробина?

11. Охарактеризуйте химический состав охмеленного сусла.

12. Каким образом можно сократить расход хмеля?

Тема 5. Охлаждение и осветление сусла

5.1. Процессы, протекающие при охлаждении и осветлении сусла

5.2. Способы осветления и охлаждения сусла

5.3. Белковый отстой и его утилизация

5.1. Процессы, протекающие при охлаждении и осветлении сусла

Целью охлаждения и осветления сусла является понижение его температуры, насыщение кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.

Охлаждение сусла

Сусло охлаждают до 5-9 ºС при низовом и до 14-16 ºС при верховом брожении. Начальная температура брожения зависит от принятой на заводе технологии сбраживания и от используемой расы дрожжей.

Сусло является благоприятной средой для развития микроорганизмов: молочнокислых и уксуснокислых бактерий, сарцин, бактерий группы кишечной палочки. Оптимальным для развития сусловой микрофлоры является интервал температур 20-40 ºС. Поэтому следует избегать застоя сусла при таких температурах.

Охлаждение сусла проводят в две стадии. Первую стадию охлаждения по классической технологии осуществляют в отстойном чане. Она протекает медленно: сусло охлаждается водой с 95-100 ºС до 55-60 ºС за 2 часа. Во второй стадии, опасной с точки зрения инфицирования, сусло охлаждается быстро в теплообменнике. При использовании гидроциклонных аппаратов на первой стадии температура сусла снижается незначительно до 90-95 ºС за 20-40 минут. Вторая стадия охлаждения проходит в теплообменнике и длится 60-90 минут.

Насыщение сусла кислородом

При кипячении сусла с хмелем из него полностью удаляется кислород воздуха. Однако кислород необходим дрожжам для синтеза стеринов, являющихся важными компонентами клеточных мембран. Для нормального протекания брожения в 1 дм³ сусла должно содержаться не менее 6-8 мг кислорода. Контакт сусла с воздухом необходим также и для протекания окислительных процессов, способствующих образованию стойких коллоидных комплексов, постепенно укрупняющихся до взвешенных частиц.

Поглощение кислорода суслом протекает двумя путями: путем физического растворения и химически - путем потребления его на окислительные процессы. На начальных стадиях охлаждения кислород поглощается химически. Он окисляет сахара, азотистые и горькие вещества, хмелевые смолы, полифенолы. В течение часа 1 дм³ сусла способен химически связать 6,4 мг кислорода. Окислительные процессы протекают более интенсивно при высоких температурах. Так, при 85 ºС химически связывается в два раза больше кислорода, чем при 45 ºС. Окислительные процессы негативно влияют на качество сусла: оно темнеет, резко снижается хмелевой вкус и аромат. Физическое растворение кислорода начинается лишь при снижении температуры сусла ниже 40 ºС. Этот кислород содержится в сусле в свободном виде и потребляется дрожжами. Поглощение кислорода суслом ускоряется при перемешивании, увеличении площади поверхности и продолжительности контакта сусла с воздухом, с понижением экстрактивности сусла.

Выделение из сусла взвесей

Прокипячённое с хмелем сусло содержит крупные взвеси. При охлаждении они быстро осаждаются, образуя «грубый осадок» или взвеси горячего сусла. Размер частиц в грубом осадке 30-80 мкм. Осадок состоит на 50-60 % из белковых веществ. Содержит также 20-30 % полифенолов, 15-20 % хмелевых смол, 2-3 % минеральных веществ и 1-2 % липидов. Грубый осадок адсорбирует на себе ионы тяжелых металлов, предохраняя дрожжи от их вредного воздействия. Количество взвесей горячего сусла составляет обычно 600-800 мг/дм³. После осветления в сусле должно содержаться не более 100-200 мг/дм³ взвесей. Достичь такой степени осветления на классическом оборудовании обычно не представляется возможным. Причины недостаточного удаления взвесей могут быть следующие: плохое растворение солода, отклонения при фильтровании заторов, использование хмелепродуктов с низким содержанием дубильных веществ, неудовлетворительная работа оборудования для осветления. При недостаточном удалении взвесей горячего сусла пиво характеризуется низкой пеной и «дерущей» горечью.

При охлаждении сусла ниже 60 ºС в нем образуются мелкие взвеси, которые выделяются в виде тонких суспензий, формируя тонкий, холодный осадок. Размер частиц холодного осадка около 0,5 мкм. Холодный осадок на 65 % состоит из белковых веществ и содержит 30-35 % полифенолов. В осадке присутствуют также углеводные и минеральные компоненты. При нагревании сусла тонкие взвеси вновь растворяются. Количество тонкого осадка незначительно - 0,04-0,05 % от экстракта сусла, однако ощутима его технологическая роль. Тонкие взвеси осаждаются на поверхности дрожжевых клеток, нарушая проницаемость оболочек и затрудняя процесс сбраживания. При недостаточном удалении холодных взвесей понижается и коллоидная стойкость пива. Тонкие взвеси удаляются после охлаждения сусла сепарированием, фильтрацией через диатомит или перлит, а также путем флотации.

При охлаждении сусла уменьшается его объем за счет испарения воды. Концентрация сухих веществ сусла увеличивается примерно на 0,1 % при закрытом и на 0,4-1,2 % при открытом охлаждении. Увеличение концентрации компенсируется введением в осветляемое сусло вод, полученных при ополаскивании сусловарочных котлов и промывке хмелевой дробины.