Контрольная работа: Общая технология отрасли "Пиво"
Количество физически связанного кислорода увеличивается в сусле по пути к бродильному отделению, в результате смешивания его с воздухом, находящимся в трубах, и дальнейшего растворения его в сусле в бродильных аппаратах. Кислород необходим для брожения. Чем больше обогащается им сусло, тем интенсивнее размножение дрожжей и тем выше степень сбраживания.
Выделение взвесей. Непосредственно после фильтрования сусло сравнительно прозрачно, но при кипячении оно снова становится мутным. В нем выделяются свертывающиеся от нагревания белки в виде более или менее крупных хлопьев; по окончании кипячения сусло становится опять сравнительно прозрачным, вернувшиеся белки задерживаются вместе с остатками хмеля при его отделении от сусла.
При охлаждении наряду с белками тонкой взвеси выпадают и другие вещества. Причиной их выделения являются изменение температуры и вызванное этим изменение растворимости. Это относится к горьким хмелевым веществам, которые после перехода их во время кипячения в смолы находятся в горячем сусле в виде пересыщенного раствора, в связи с чем при охлаждении они должны выделяться в осадок.
В зависимости от способов внесения хмеля, степени кипячения и кислотности сусла, количество горьких веществ, выпадающих вместе с отстоем в осадок в виде адсорбированных соединений, может достигать 20–60% имеющихся в хмеле горьких веществ. Провести охлаждение необходимо таким образом, чтобы добиться полного выделения всех этих веществ. Особенно важно выделить в виде крупных хлопьев соединения белков с дубильными веществами.
Грубый осадок состоит из белковых веществ (50–60%), хмелевых смол, других органических веществ, особенно флобафена (20–30%), и зольных веществ (3–30%). В золу осадка входят ангидриды кремниевой (18–34%) и фосфорной (7–34%) кислот, оксид меди (13–37%), оксида железа (17–18%), оксид алюминия (1,8–21%) и оксид кальция (3,6–15%). С грубым осадком в значительных количествах адсорбируются железо, медь и другие тяжелые металлы, что предохраняет дрожжи и пиво от их вредного действия. В пиве содержание металлов может стать причиной коллоидного помутнения.
2. Способы и технологические режимы сушки солода. Основные факторы, влияющие на скорость сушки и качество солода
Основные факторы, влияющие на скорость сушки и качество солода.
Влажность солода в процессе сушки снижается с 44—46 до 3,5—4,5%. Такое количество влаги должно быть удалено при сушке светлого солода за 24, а темного за 48 ч.
Физически процесс удаления влаги состоит из трех стадий:; стадия свободной влаги с нижним пределом около 20%, промежуточная стадия, находящаяся между 20 и 12%, и стадия связанной влаги — ниже 12%. При сушке солода влага (свыше 12%) испаряется свободно, для удаления же связанной влаги требуются высокие температуры.
Существенными физическими факторами, влияющими на процесс сушки солода, являются количество влаги, которую необходимо удалить из солода, а также температура, влажность и количество воздуха, вводимого и удаляемого из сушилки.
Повышение температуры при высокой еще влажности сначала вызывает усиление активности ферментов, в результате чего накапливаются продукты гидролиза веществ зерна. При дальнейшем повышении температуры (выше 60° С) происходит инактивация ферментов вследствие денатурации и коагуляции их белков.
Для ускорения процесса сушки солода, т. е. для достижения такого содержания влаги, при котором повышение температуры не оказывает губительного влияния на ферментативную активность, необходимо увеличение объема воздуха, проходящего через слой солода, в результате чего достигается быстрое обезвоживание солода при сравнительно низких температурах. После этого повышение температуры во второй стадии сушки до 75— 85° С уже не оказывает заметного действия на ферментативную активность солода.
Способы и технологические режимы сушки солода. Для сушки солода применяют различные солодосушилки периодического и непрерывного действия. В качестве сушильного агента применяют либо нагретый в калорифере чистый воздух, либо смесь холодного воздуха с топочными газами. Сушилки с калорифером называют воздушными, а бескалориферные, работающие на смеcи воздуха с топочными газами,— сушилками с непосредственным обогревом.
В воздушных сушилках топочные газы не соприкасаются с высушиваемым солодом, и поэтому сжигаемое топливо может быть любого состава. В сушилках же с непосредственным обогревом к топливу предъявляются высокие требования: топочные газы не должны иметь посторонних запахов и взвешенных твердых частиц. Поэтому в топках сушилок с непосредственным обогревом сжигают природный газ, жидкое топливо, кокс и некоторые сорта высококачественного антрацита.
Наиболее распространены горизонтальные двух- и трехъярусные сушилки.
Двухъярусная (рис.1.) сушилка представляет собой прямоугольное или квадратное высокое здание. На нижнем этаже находится топка 10, на втором этаже — тепловая камера 9, в которой располагается калорифер. В полу тепловой камеры устроены круглые отверстия 11 (воздушные каналы), а в стенах — каналы 5 для поступления наружного холодного воздуха. На третьем этаже расположена камера 7, в которой теплый воздух смешивается с холодным, поступающим из воздушной камеры 12; посредством такого смешивания можно регулировать температуру воздуха. В полу камеры смешивания установлены короткие железные трубы для прохода воздуха, закрытые колпаками 8, которые предотвращают попадание солодовых ростков в тепловую камеру.
Над камерой смешивания (на четвертом этаже) располагается нижняя решетка 6, а над ней (на пятом этаже)—верхняя решетка 4. Сушилка заканчивается сводом, из наиболее высокой точки которого поднимается вытяжная труба 1 для удаления влажного воздуха. Чтобы увеличить тягу в трубе, в нее выводится дымоход от топки. С этой же целью в вытяжной трубе устанавливается вентилятор 2. Под вытяжной трубой подвешивается на противовесах зонт 3, который предохраняет верхнюю решетку от попадания на нее атмосферных осадков и служит для регулирования тяги.
Рис.1.-Схема горизонтальной двухъярусной сушилки.
Свежепроросший солод сначала загружается ровным слоем на верхнюю решетку, где происходит удаление главной массы влаги, т. е. осуществляется стадия подвяливания. Для окончательного высушивания и нагревания до более высоких температур солод с верхней решетки сбрасывают на нижнюю через люки, открываемые и закрываемые со стороны нижней решетки. Для равномерного высушивания и нагревания солод на решетках периодически перемешивается механическими ворошителями 13. Горячий сухой воздух из тепловой камеры поступает сначала в камеру смешивания, а затем последовательно проходит через нижнюю и верхнюю решетки и через вытяжную трубу уходит в атмосферу.
Трехъярусная горизонтальная сушилка аналогична по устройству двухъярусной и отличается от нее лишь наличием третьей решетки.
В последнее время стали применяться горизонтальные одноярусные сушилки с опрокидывающейся решеткой. Солод в такой сушилке сушится без перемешивания, высота слоя достигает 1 м, продолжительность сушки светлого солода составляет 18—20 ч. Такие сушилки более экономичны
В Латвийской сельскохозяйственной академии (ЛСХА) разработана вертикальная солодосушилка непрерывного действия (рис.2.), нашедшая широкое применение на заводах.
Рис.2.-Схема солодосушилки ЛСХА непрерывного действия.
Солодосушилка ЛСХА состоит из приемного бункера для свежепроросшего солода 1, двух загрузочных шахт 2, двух сушильных шахт 4, заключенных в корпус 6, двух разгрузочных шахт 10, двух пар разгрузочных вальцов 11 и приемного бункера 12 для сухого солода со шнековым транспортером 13 для подачи солода на дальнейшую обработку. По бокам и между сушильными шахтами размещены каналы для прохода теплоносителя. В среднем воздушном канале имеются по две сплошные перегородки, а в боковых каналах 8 — по одной. Эти перегородки делят сушилку на четыре зоны и служат для изменения направления движения теплоноситeля. В нижнюю часть сушилки подается теплый воздух. При прохождении через слой солода теплый воздух смешивается с холодным, который подается через каналы 5, 7. Отработанный воздух удаляется из сушилки через канал 3. Нижняя зона (IV) обогревается воздухом температурой 80—85° С, средние (III—II) —60—65° С, верхняя (I) — 28—40° С.
Шахты сушилки трапецеидальной формы, с незначительным расширением книзу, что устраняет возможность зависания в них солода.
Свежепроросший солод загружают в приемный бункер 1, который одновременно является и камерой подвяливания, где солод непрерывно продувается теплым воздухом, поступающим по каналу 9. Через загрузочные шахты 2 солод поступает самотеком в сушильные шахты 4. При продвижении вниз солод продувается теплым воздухом и постепенно теряет влагу. Сухой солод непрерывно удаляется из шахты 10 с помощью разгрузочного вальцового механизма 11 в приемный бункер 12, откуда шнеком 13 направляется к росткоотбивной машине. Такие температурные режимы и интенсивная обработка (продувка) солода сушильным агентом позволили сократить длительность сушки солода до 10—12 ч.
Непрерывно действующие сушилки более экономичны и производительны, чем периодические, кроме того, непрерывность работы дает возможность упростить контроль и полностью автоматизировать процесс.