Контрольные вопросы и задания

1. Дайте понятие стойкости.

2. Какие виды помутнений образуются в пиве при его хранении?

3. Охарактеризуйте основные микроорганизмы пива.

4. Как определяется эффективность пастеризации?

5. Приведите устройство и режим работы туннельного пастеризатора и пастеризатора пива в потоке.

6. Охарактеризуйте электрофизические способы повышения биологической стойкости пива.

7. Какие консерванты применяются в пивоварении?

8. Приведите технологические приемы получения пива, стойкого к коллоидному помутнению.

9. Охарактеризуйте химические способы повышения коллоидной стойкости.

10. Какие адсорбенты применяются для удаления из пива белка и полифенолов? Какова технология их использования?

11. Какие ферментные препараты и антиоксиданты повышают коллоидную стойкость пива?

Тема 13. Отходы пивоваренного производства и их утилизация

К отходам пивоваренного производства относятся:

• отходы полировки солода и очистки ячменя;

• пивная дробина;

• хмелевая дробина;

• белковый отстой;

• остаточные дрожжи;

• диоксид углерода.

Отходы полировки солода и очистки ячменя

Отходы при очистке зернопродуктов содержат измельченный эндосперм, частицы оболочки, солодовую пыль и используются на корм скоту. Кормовая ценность составляет 0,7-0,8 корм.ед. Отходы собирают на крупных заводах в бункеры, а на небольших предприятиях - в мешки. Допускается повторное использование отходов полировки при затирании в количестве 5 % к засыпи.

Пивная дробина

Остающаяся после разделения затора пивная дробина имеет следующий химический состав (табл. 12).

Таблица 12

Состав пивной дробины

Вещества	Содержание, %
	в сырой дробине	в сухих веществах дробины
Вода	76,3	-
Сырой белок	6,63	28,0
Сырой жир	1,7	8,2
Безазотистые экстрактивные вещества	9,72	41,0
Клетчатка	5,1	17,5
Зола	1,2	5,2
Общая калорийность	114,6	483,4

Пивная дробина является ценным кормом для животных. Питательные вещества дробины легко усваиваются. Кормовая ценность сырой дробины 0,17-0,23 корм.ед. Чаще всего дробина реализуется на корм животным в сыром виде. Дробина благоприятно воздействует на пищеварение, поэтому при введении ее в кормовой рацион повышает прирост скота и удои.

Реализация сырой дробины связана с рядом трудностей: она быстро закисает (срок хранения не более 24 часов); высоки транспортные расходы на ее доставку. Для увеличения сроков хранения дробину сушат и подвергают силосованию.

Сушка позволяет решить проблему хранения и транспортировки дробины, а также повышает ее кормовую ценность до 0,80-0,82 корм.ед. Дробину сушат на барабанных газовых сушилках и вальцовых вакуумных сушилках при температуре не более 60 ºС. Более высокие температуры превращают белок дробины в неперевариваемую форму. Для снижения энергозатрат перед сушкой дробину прессуют до влажности 60 %, однако при этом из нее удаляют часть питательных веществ (сахара, аминокислоты).

Силосуют дробину в бетонных силосах, подвергая ее спонтанному или с добавлением специальных бактерий молочнокислому брожению. При брожении повышается усвояемость белковых веществ дробины. Основной недостаток силосования состоит в необходимости транспортирования больших количеств влажной пивной дробины к местам силосования, значительно удаленных от пивоваренного завода.

Дробину консервируют NаСl. Срок хранения ее повышается до 3-4 дней при концентрации соли 1 %, а при добавлении NaCl до 3 % дробина остается свежей в течение 8-10 дней. В качестве консервантов дробины используют также пропионовую и муравьиную кислоту и их смесь (1 % к массе дробины).

Из дробины получают комбинированные корма. Сначала ее частично обезвоживают на центрифуге, а затем добавляют к ней остаточные дрожжи и белковый отстой.

Пивную дробину используют в качестве питательной среды при выращивании плесневых грибов-продуцентов ферментов.

Разработаны способы выделения из дробины белка. Один из них предусматривает обработку ее раствором щелочи с последующим осаждением белка. Белок выделяют из дробины смесью уксусной кислоты и мочевины, трифторуксусной кислотой и др.

В настоящее время пивную дробину используют в качестве натурального источника балластных веществ как добавку в пищевые продукты: хлеб, печенье, кексы, соусы, сыр.

Хмелевая дробина

Из 1 кг хмеля образуется около 4 кг хмелевой дробины. По химическому составу она близка к луговому сену, однако на корм скоту сама по себе не используется из-за очень горького вкуса. Ее можно утилизировать в качестве добавки к солодовой дробине. Исследованиями польских ученых доказано, что добавка в рацион коров хмелевой дробины повышает удои молока на 50 %. Хмелевую дробину можно использовать в качестве удобрения или сжигать в топках.

Белковый отстой

Белковый отстой состоит из скоагулированных высокомолекулярных белков, белково-дубильных комплексов, хмелевых смол, минеральных веществ и липидов. Химический состав колеблется в следующих пределах (на сухое вещество): 50-65 % - белок; 15-20 % - горькие вещества; 7,5-10,0 % - дубильные вещества; 10-20 % - безазотистые органические вещества; 3-5 % - зола. Белковый отстой имеет высокую питательную ценность, но очень горький, поэтому используется на корм скоту только в смеси с солодовой дробиной. Его собирают в специальный сборник с обогревом для устранения возможности инфицирования, а затем перекачивают в заторный котел перед передачей затора на фильтрование или непосредственно на слой дробины в фильтрационный аппарат после спуска первого сусла. При таком способе снижаются потери сусла, ускоряется фильтрование за счет разрыхления фильтрующего слоя, а также повышается кормовая ценность дробины.

Разработаны способы получения гидролизатов белкового отстоя с помощью минеральных кислот или ферментных препаратов. Гидролизаты богаты аминокислотами и положительно влияют на накопление биомассы дрожжей при их выращивании, а также интенсифицируют процесс сбраживания пивного сусла.

Белковый отстой без подработки используют в качестве корма для рыб в прудовом хозяйстве.

Остаточные пивные дрожжи

К остаточным относятся излишние семенные дрожжи, дрожжи, утратившие бродильную активность, и дрожжи после дображивания. Остаточные дрожжи содержат богатый набор питательных и биологически активных веществ. Белки составляют 50-70 % сухого вещества дрожжей. При этом 10 % общего азота дрожжей приходится на долю низкомолекулярных соединений. Более 70 % липидов дрожжей приходится на ненасыщенные жирные кислоты. Липиды содержат фосфатиды - лецитин и нефалин, а также провитамин эргостерол, который превращается при облучении ультрафиолетовыми лучами в витамин Д₂. Богаты дрожжи витаминами группы В. Зола дрожжей содержит около 50 % фосфатов.

Остаточные дрожжи являются ценным кормом как сами по себе, так и в качестве дополнительного компонента к другим кормам. На некоторых заводах их смешивают с солодовой дробиной. Дрожжи могут быть использованы и в питании человека. Однако они очень горькие и содержат большое количество нуклеиновых кислот, при расщеплении которых образуется мочевая кислота, что приводит к мочекаменной и желчекаменной болезни. Суточное количество дрожжей, которое можно употреблять в пищу, не должно превышать 30 г.

Обезгорчивают дрожжи путем обработки их карбонатом, бикарбонатом или хлоридом натрия с дальнейшей промывкой водой.

Снизить концентрацию нуклеиновых кислот позволяет выдержка дрожжей 5-6 секунд при температуре 68 ºС. При этом нуклеиновые кислоты расщепляются нуклеазами.

Остаточные дрожжи могут повторно использоваться в производстве пива для улучшения азотистого состава сусла. Их можно вносить в затор в количестве 1-6 % к засыпи. При этом повышается выход экстракта в варочном цехе и сокращается продолжительность главного брожения. Положительный эффект от использования остаточных дрожжей повышается, если вместо дрожжей вносить при затирании их автолизат. Автолиз дрожжей проводят при температуре 50 ºС в течение 18-22 часов. Автолизат вносят в количестве 10-12 % к массе воды, идущей на затирание. Применяют также и ферментативные гидролизаты дрожжей. По одному из способов получения гидролизата дрожжи обрабатывают Амилоризином П10Х (0,1-0,3 % к массе дрожжей) при температуре 50 ºС в течение 4-6 часов.

Дрожжи являются одним из лучших естественных источников витаминов группы В. Они содержат также гормональные и ростовые вещества. Из дрожжей получают сухие обезгорченные дрожжи по следующей технологии.

Дрожжи из аппаратов главного брожения перекачивают в сборник дрожжей, находящийся в отделении приготовления сухих дрожжей. Далее их разбавляют водой 1:4, перемешивают 10-15 минут и отстаивают 30-40 минут. Воду декантируют, а дрожжевую суспензию через вибросито перекачивают в сборник для обезгорчивания. Обезгорчивание проводят с помощью NaHCO₃ или NaCl. Для этого в суспензию вносят бикарбонат до концентрации 0,10-0,15 %, выдерживают смесь 30-40 минут и сепарируют. Вновь обрабатывают дрожжи NaHCO₃, сепарируют и передают в сборник, где их отмывают от бикарбоната. С этой целью дрожжи разбавляют водой 1:4 и выдерживают при постоянном перемешивании 30-40 минут. После отстаивания воду сливают, а дрожжи сепарируют и передают на сушку.

Сушат дрожжевую суспензию на дрожжевых сушилках или на сушильно-дробильном агрегате. При использовании распылительных сушилок дрожжи сразу получаются порошкообразными. Если используют сушильно-дробильный агрегат, то сначала дрожжи сушат на вальцовой сушилке, а затем дробят на молотковой дробилке. Физико-химические показатели дрожжей согласно стандарту должны быть следующими:

- ощущение горечи - без привкуса горечи;

- влажность, % - не более 9;

- зольность, % - не более 10;

- содержание белковых веществ, % - не менее 48;

- содержание витамина В₁, мг % - не менее 10;

- содержание витамина В₂, мг % - не менее 3.

Остаточные пивные дрожжи применяются в фармакологической и косметической промышленности. Специальными способами обработанные дрожжи применяют в качестве обогащающей добавки при производстве хлеба, кондитерских изделий, ветчины.

Утилизация диоксида углерода

Диоксид углерода является одним из основных продуктов брожения. Выделяющийся избыток СО₂ утилизируется и используется в основном на технологические нужды пивоваренного производства (75 %). Часть углекислоты может реализовываться предприятиями в качестве товарного углекислого газа. Схема производства жидкой углекислоты представлена на рис. 37.

Из бродильных аппаратов 1 СО₂ поступает в пеноловушку 2, откуда - в газгольдер 3. Затем газ проходит в водяной скруббер 4, заполненный кольцами Рашига, где его промывают водой, очищают от органических примесей и охлаждают. Из скруббера через водоотделитель 5 СО₂ подается в первую ступень трехступенчатого компрессора 6, где компримируется до 0,5 МПа, и направляется в холодильник 8. Для очистки СО₂ до и после холодильника установлены маслоотделители 7 и 9.

Рис. 37. Схема утилизации углекислоты:

1 - бродильный аппарат; 2 - пеноловушка; 3 - газгольдер; 4 - скруббер; 5 - водоотделитель; 6 - компрессор;