Пиво и напитки

Аппараты для брожения и дображивания пива

Спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей является основным процессом в производстве пива. Главное брожение и дображивание пива осуществляется в основном по двум схемам: по периодической — с разделением процесса брожения на главное брожение и дображивание, а также по ускоренной— с совмещением главного брожения и дображивания в одном цилиндроконическом бродильном аппарате.

Способ непрерывного брожения пива заключается в перемещении с определенной скоростью сбраживаемого сусла и молодого пива в системе соединенных между собой бродильных аппаратов и аппаратов для дображивания при непрерывном притоке свежего сусла в головной бродильный аппарат и оттоке пива из последнего аппарата.

Необходимая концентрация дрожжей в сбраживаемом сусле обеспечивается непрерывным поступлением дрожжей в головной аппарат системы из дрожжегенератора и дополнительным размножением дрожжей в аппаратах брожения. Перед перекачиванием молодого пива на дображивание часть дрожжей отделяется на сепараторе.

Бродильный аппарат типа ЧБ-15 используется для главного брожения сусла и представляет собой герметический прямоугольный сосуд, внутри которого имеется охлаждающий змеевик для отвода теплоты, выделяющейся при брожении. Горизонтальный цилиндрический танк Б-604 также предназначен для главного брожения пивного сусла под давлением. Танки типов ТЛА и ТАВ применяются для дображивания молодого пива или для хранения готового пива и представляют собой горизонтальный и вертикальный цилиндрические аппараты со сферическими днищами.

Все бродильные аппараты снабжены соответствующей арматурой для отвода диоксида углерода, выделяющегося во время спиртового брожения. Бродильные аппараты, используемые для главного брожения, изготовляют открытого или закрытого типа, последние обеспечивают стерильность сусла при брожении и возможность отбора диоксида углерода для дальнейшего его использования.

Бродильный аппарат ЧБ-15 для главного брожения сусла

Бродильный аппарат ЧБ-15 (рисунок 1) представляет собой герметический прямоугольный сосуд с закругленными углами стенок и днища. Внутри аппарата имеется змеевик 1, по которому через отверстие 7 поступает рассол или охлажденная вода. Аппарат имеет патрубок 2 для сусла, пробку 3 для слива остатков сусла, люки 4 и 5 для мойки аппарата и патрубок 6 для отвода диоксида углерода.

Аппараты подлежат обязательному защитному покрытию эпоксидными смолами, спиртово-канифольным лаком, применяются полиэтиленовые покрытия и др.

Прямоугольные бродильные аппараты наиболее полно используют помещение бродильного цеха, заполняя всю его площадь, за исключением необходимых для обслуживания проходов. Полезная высота чанов обычно принимается до 2 м.

Рисунок 1 - Бродильный аппарат ЧБ-15
Рисунок 1 — Бродильный аппарат ЧБ-15

Танки Б-604 для главного брожения пивного сусла под давлением

Танки Б-604 (рисунок 2), предназначенные для главного брожения пивного сусла под давлением. Аппарат главного брожения представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд 1 со сферическими днищами, установленный на четырех опорах.

Рисунок 2 - Аппарат главного брожения пива Б-604
Рисунок 2 — Аппарат главного брожения пива Б-604

Сверху аппарат имеет воздухоотводящую трубку 5, служащую для контроля за процессом брожения сусла. На одном из днищ имеются люк 3 с крышкой и кран 2 для подачи и спуска сусла. Внутри танка располагается охлаждающий змеевик 6. Для отвода углекислого газа имеется специальная арматура 4.

Танки для брожения типа Б-604 изготовляются вместимостью 8…50 м3.

Танки лагерные типа ТЛА для дображивания, осветления молодого пива и хранения фильтрованного пива

Танки лагерные типа ТЛА (рисунок 3) предназначены для дображивания, осветления молодого пива и хранения фильтрованного пива под давлением до 0,07 МПа.

Рисунок 3 - Танк алюминиевый для дображивания молодого пива типа ТЛА
Рисунок 3 — Танк алюминиевый для дображивания молодого пива типа ТЛА

При соответствующем покрытии внутренних поверхностей танков допускается хранение в них сахарного сиропа, вина и молока.

Аппарат для дображивания представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд, состоящий из корпуса 1 со сферическими днищами 5 и 6. На днище находится люк 3 для санитарной обработки танка. Для наполнения танка и выхода продукта внизу расположен бронзовый кран 2. Для отвода диоксида углерода служат специальная арматура 4 и шпунт-аппарат 7. Танк устанавливается на трех опорах.

Танки для дображивания типа ТЛА изготовляются вместимостью 8…80 м3. Кроме горизонтальных танков для дображивания молодого пива изготовляют вертикальные типа ТЛА вместимостью 4…9 м3.

Для изготовления бродильных аппаратов и танков для дображивания кроме углеродистой листовой стали применяют листовой пищевой алюминий марок А0 и А5 с содержанием примесей не более 0,5 %, кислотостойкую сталь марки X I8Н10Т.

Поверхность аппарата из алюминия и нержавеющей стали не покрывается защитными покрытиями и легко очищается от загрязнений. Алюминиевые аппараты при установке на чугунные опоры должны иметь надежную изоляцию во избежание разрушения алюминия из-за возникающего электрохимического процесса между металлами.

Танк М7-ТАВ

Танк М7-ТАВ (рисунок 4) представляет собой цилиндрический вертикальный сосуд с днищами сферической формы, состоящий из корпуса 1, крана спускного 2, крестовины 4 для крепления шпунт-аппаратов, трубки воздуховода 5, крышки люка 3 и пробного крана 6. Танк при монтаже устанавливается на четырех опорах.

Рисунок 4 - Танк лагерный алюминиевый вертикальный М7-ТАВ
Рисунок 4 — Танк лагерный алюминиевый вертикальный М7-ТАВ

Танки для дображивания М7-ТАВ изготовляются вместимостью 8…25 м3.

Аппараты, применяемые для брожения и дображивания пива, изготовляют из металла и железобетона, а также из листового пищевого алюминия (таблица 1).

Таблица 1 - Х арактеристика бродильных аппаратов и танков
Таблица 1 — Характеристика бродильных аппаратов и танков

Ускоренный периодический способ брожения состоит в том, что в цилиндроконическом бродильном аппарате с быстрым управлением седиментацией и выводом из него осевших дрожжей совмещены главное брожение с дображиванием, ускоренное дозревание (выдержка) и осветление пива, а также систематически осуществляется перемешивание сбраживаемого сусла сначала током стерильного воздуха, а потом диоксидом углерода и увеличивается количество посевных дрожжей до 2 л на 1 гл сусла.

На рисунке 5 представлен бродильный аппарат для ускоренного производства пива. Бродильные аппараты 5 предварительно дезинфицируют и стерилизуют, а затем в них из аппарата 1 подают охлажденное сусло. Температура брожения светлых сортов пива 3…4 °С, темных 4…5 °С. Максимальная температура брожения 9 °С. Дрожжи низового брожения готовят в аппарате чистой культуры 3, который также охлаждается жидкостью, циркулирующей в наружном кожухе. Зрелые дрожжи вытесняются из аппарата стерильным сжатым воздухом или диоксидом углерода в аппарат для разведения дрожжей 4.

Рисунок 5 - Принципиальная схема бродильного аппарата для ускоренного производства пива
Рисунок 5 — Принципиальная схема бродильного аппарата для ускоренного производства пива

С наступлением брожения воздух полностью вытесняется диоксидом углерода из бродильного аппарата и пространства над суслом в атмосферу. Диоксид углерода без примеси воздуха направляют в газомер, а оттуда насосом перекачивают через очистительную батарею, компримируют до 0,2…0,3 МПа и собирают в сборнике.

После окончания брожения, когда дрожжи начинают оседать, конус аппарата охлаждают, что ускоряет оседание дрожжей. Пиво в аппарате находится под давлением 0,15 МПа, а дрожжи при этом уплотняются и при открытии вентиля вытесняются в виде густой массы через резиновый рукав в дрожжевую ванну.

Брожение 12%-ного сусла продолжается 8…10 сут, затем следует период созревания пива (3 сут) с биохимическим превращением ряда веществ, присущих букету молодого пива.

Затем пиво медленно охлаждают до 1…0 °С и обрабатывают (карбонизируют) диоксидом углерода под давлением 0,14 МПа в течение 12 ч и следующие 12ч выдерживают в покое для оседания дрожжей и осветления. Под давлением 0,17 МПа пиво из бродильного аппарата через фильтр 2 (см. рисунок 5) подается на розлив.

Способ ускоренного получения Жигулевского пива в цилиндроконических бродильных аппаратах (ЦКБА) (рисунок 6) состоит в том, что в одном сосуде большого объема (от 100 до 1500 м3 и более) с суточным заполнением его суслом (8…9 °С) и дрожжами совмещают две ступени: главное брожение и дображивание (как по способу Натана), которые продолжаются в течение 14 сут вместо положенных 28 для Жигулевского пива. Аппарат снабжен термометром сопротивления 1, моющей головкой 2, краном для отбора 3, местом для крепления шпунт-аппарата 4, гидрозатвором 5. С первым осветленным суслом (первая варка) в коническую часть задают все семенные сильносбраживающие дрожжи (300 г на 1 гл сусла, влажность 75 %). Вначале 50 % сусла аэрируют стерильным воздухом, что обеспечивает содержание 4…6 мг 0 2/мл сусла.

Рисунок 6 - Цилиндрический бродильный аппарат
Рисунок 6 — Цилиндрический бродильный аппарат

В течение первых двух суток поддерживается температура брожения от 9 до 14 °С, которая сохраняется до достижения видимой конечной степени сбраживания. Температура регулируется тремя поясами выносных наружных рубашек с хладагентом, охлажденным не более чем до минус 6 °С. При достижении содержания сухих веществ в пиве 3,5…3,2 % аппарат шпунтуется при избыточном давлении. Окончание брожения определяют по прекращению дальнейшего снижения массовой доли сухих веществ в пиве в течение 24 ч. Обычно на пятые сутки достигается конечная массовая доля 2,2…2,5 % сухих веществ. После этого хладагент подают в рубашку конуса для охлаждения и образования плотного осадка дрожжей при температуре 0,5…1,5 °С. В цилиндрической части температура 13…14 °С сохраняется в течение 6…7 сут. Эта же температура способствует восстановлению диацетила в ацетоин. Затем температура пива (0,5…1,5 °С) выравнивается рубашками во всей цилиндрической части ЦКБА. При этом шпунтовое давление в ЦКБА поддерживается равным 0,05…0,07 МПа в течение 6…7 сут.

Через 10 сут с начала брожения проводят первый съем дрожжей из штуцера конической части ЦКБА. Перед осветлением пива проводят второй съем дрожжей, а затем пиво подают на сепарирование и фильтрование. Дополнительное охлаждение готового пива (2°С) в сборниках проводят при 0,03…0,05 МПа, выдерживают в течение 12…24 ч и разливают. С использованием ЦКБА выпускают пиво с массовой долей сухих веществ в начальном сусле 11 , 12 и 13 %.

Таким образом, в процессе брожения в ЦКБА благодаря большому единичному объему аппарата, совмещению главного брожения и дображивания в одном сосуде, использованию повышенных температуры брожения и объема посевных дрожжей продолжительность процесса сокращается примерно в два раза.

Наиболее экономично проводить брожение и дображивание пива ускоренным способом в одном цилиндроконическом бродильном аппарате, изготовленном из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью.

Этот аппарат имеет четыре охлаждающие рубашки в цилиндрической части и одну в конической (таблица 2).

Таблица 2 - Характеристика цилиндроконических бродильных аппаратов
Таблица 2 — Характеристика цилиндроконических бродильных аппаратов