Файл: Чукмасова, М. А. Технология и оборудование пивоваренного производства учеб. пособие.pdf

Вода как сырье для пивоваренного производства должна об­ ладать качествами питьевой воды. Необходимо учитывать ее био­ логические и физические свойства и химический состав. Вода должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса.

В природной воде всегда содержатся различные растворимые

должны присутствовать NaHC03, NH3, С 02, HN03. Допускается содержание N 03 не более 25 мг/л, Mg — 0,2, Fe — 0,5 мг/л. При­ сутствие солей железа допускается только в малом количестве, так как они взаимодействуют с дубильными веществами, в ре­ зультате чего пиво приобретает темный цвет и вяжущий вкус.

Воду для пивоварения оценивают не только по количеству со­ лей (ионов), но и по влиянию их на кислотность сусла (измене­ ние pH). Это в свою очередь влияет на выход экстракта, сбражи­ вание, окраску сусла, пива и растворение хмелевых смол.

К солям, отрицательно влияющим на кислотность сусла, от­ носятся карбонаты и бикарбонаты: Na2C 03, NaHC03, Ca(HC03)2, M gC03, M g(HC03)2, К2СО3, KHC03.

Врастворе эти соли обладают щелочными свойствами и по­ нижают кислотность затора.

Впроцессе приготовления солода в нем накапливаются ами­ нокислоты, кислые фосфаты, создающие в заторе кислую среду, благоприятную для действия ферментов. При затирании солода

вводе, содержащей карбонаты, в результате реакции между фос­ фатами и карбонатами образуются нейтральные или щелочные соли. Реакция протекает следующим образом:

КН2Р 0 4 + КНСО3 = К2Н Р04 + Н2С03.

Слабо диссоциированная угольная кислота распадается на угольный ангидрид и воду: C 02 + H20, а К 2Н РО 4, обладающая щелочными свойствами, остается в растворе. При этом снижает­ ся кислотность затора и ухудшается ферментативная активность.

Для повышения кислотности (до определенного значения) заторы подкисляют молочной кислотой; реакция сводится к пере­ воду бикарбоната кальция в растворимую нейтральную соль мо­ лочной кислоты — лактат кальция:

Са(НС03)2 + 2СН3СНОНСООН = Са(СН3СНОНСОО)2 + 2Н20 + 2С02.

Растворенные в воде соли кальция и магния обусловливают ее жесткость. Раньше жесткость воды измерялась в градусах, причем один градус жесткости соответствовал содержанию в 1 л воды 10 мг СаО (или 7,9 мг MgO). В настоящее время по ГОСТу жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах Са и Mg, содержащихся в 1 л воды. 1 мг-экв жесткости соответствует 20,04 мг Са-ион или 12,16 мг Mg-ион в 1 л воды. Между граду­

25

сом жесткости и новой единицей измерения имеются следующие соотношения: 1°= 0,35663 мг-экв/л; 1 мг-экв/л = 2,804°.

Классификация воды по степени жесткости (в мг-экв) приве­ дена ниже.

Различают жесткость постоянную, устранимую и общую. Уст­ ранимая жесткость обусловливается кальциевыми и магниевы­ ми солями угольной кислоты — Са(НСОз)г, Mg(HCOa)2. При ки­ пячении воды бикарбонаты разрушаются и переходят частично в нерастворимые карбонаты: Са(НСОзЬ— >-СаС0з + Н20 + С02, Мд(НСОз)2 vM gC03 + H20 + C02, вода становится более мяг­ кой. Эти реакции необратимы, так как углекислота удаляется.

Постоянная жесткость воды зависит от содержания кальцие­ вых и магниевых солей серной, соляной и азотной кислот. Эти соли при кипячении остаются в растворе, так что умягчения во­ ды не происходит.

Для пивоваренного производства важно не общее содержание солей в воде, а их состав и соотношение. В варочном отделении при затирании затора для правильного ведения ферментативных процессов должна быть слабокислая среда заторной массы.

Для приготовления светлых сортов пива используется мягкая вода.

СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПИВОВАРЕНИЯ

Пивоваренные заводы используют воду различного солевого состава. В табл. 7 приводится состав воды некоторых пивоварен-

26

ных заводов СССР и состав лучшей мягкой воды Пльзенского пивоваренного завода (Чехословакия).

Фильтрация воды. Вода, идущая на приготовление пива, должна быть прозрачной; при наличии взвешенных частиц ее не­ обходимо фильтровать, даже если химический состав воды удов­ летворительный.

Простейший способ обработки воды — это фильтрация через песочный фильтр. Одновременно для достижения биологической чистоты воду хлорируют, избегая при этом получения избытка хлора в воде. Это мероприятие проводится под контролем лабо­ ратории.

Исправление солевого состава воды. Для исправления соле­ вого состава воды, связанного в основном с уменьшением жест­ кости, известно несколько способов: кипячение, известкование, подкисление кислотой и ионитовый.

У м я г ч е н и е к и п я ч е н и е м . При нагревании воды бикар­ бонаты кальция переходят в нерастворимые карбонаты и свобод­ ную углекислоту:

Са(НС03)2 + п кал = СаС03 + С 02 + Н20 .

Углекислота должна удаляться из воды перемешиванием, чтобы реакция не была обратимой.

При наличии в воде карбонатов натрия (Na2C 03) и большого количества бикарбонатов M g(HC03)2 нельзя при кипячении до­ стичь положительных результатов, так как Na2C 03 при этом ос­ тается в растворе полностью, а образующийся M gC03 удаляется не полностью.

У м я г ч е н и е и з в е с т к о в а н и е м . Более дешевым спосо­ бом, но требующим точности дозировки реагентов, является умяг­ чение воды известью. Избыток извести делает воду щелочной и непригодной для технологических целей (варки сусла). При до­ бавлении известкового раствора к воде бикарбонаты переходят в карбонаты и выпадают в осадок, причем следует добиваться получения хлопьевидного осадка.

Более длительное время необходимо для осаждения бикар­ боната магния: вначале образуется растворимая углемагниевая соль MgC03, которая в дальнейшем реагирует с Са(ОН)2 и дает нерастворимый гидрат магния M g(OH)2. Этот способ эффектив­ нее кипячения, так как позволяет освободиться от горьких солей магния.

И о н и т о в ы й с п о с о б о ч и с т к и . Иониты представляют собой твердые и труднорастворимые вещества искусственного и естественного происхождения (угли, смолы и пр.). Они разде­ ляются на катиониты, заменяющие в растворе катионы на ионы водорода или другие катионы, и аниониты, заменяющие анионы на ионы гидроксила.

В процессе обработки воду пропускают через фильтр, заря­

27

женный тем или иным ионитом, происходит обменная реакция и вода меняет свой солевой состав.

При катионитовом фильтре катионы кальция и магния заме­ няются катионом Na, образующиеся соли хорошо растворимы. Обозначая комплекс катионита через R, реакцию можно изобра­ зить следующим образом:

NaR + Са(НС03)2 = CaR + 2NaHC03.

Регенерацию катионита производят раствором хлористого натрия, который пропускают через фильтр. Катион Na вытесняет из фильтра Са и Mg в раствор:

CaR + 2NaCl = Na2R + СаС12.

После этого катионит опять обладает способностью умягчать воду.

При катионировании натрием происходит сильное умягчение воды, но щелочность исходной воды не снижается. Требуемую щелочность воды достигают обработкой ее катионитами, заря­ женными ионами водорода, при этом образуются кислоты. Ре­ генерация такого катионита производится кислотой.

Для умягчения воды рациональнее использовать комбиниро­ ванное катионирование ионами натрия и водорода. Из воды, иду­ щей на приготовление пива, не следует удалять все соли, поэто­ му умягчают только часть воды и к ней добавляют необработан­ ную воду. В Чехословакии для затирания солода рекомендуют применять воду жесткостью около 1,8 мг-экв.

Воду, содержащую Иа2СОз, можно улучшить добавлением хлористого кальция:

Na2C03 +СаС12 = СаС03 Д- 2NaCl,

при этом образуется карбонат кальция, который выпадает из раствора, и поваренная соль.

РАСХОД ВОДЫ В ПИВОВАРЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

В солодовне на 1 т замачиваемого ячменя расходуют 18—

22м3 воды (общий расход).

Вварочном отделении на 1 т затираемого солода расходуют 8,6—9,2 м3 воды (что в переводе на 1 гл пива составляет 2 гл).

Вбродильном отделении на охлаждение сусла расходуется воды в соотношении 1 — 2,0.

Влагерном подвале на мойку 1 кг сухой фильтрационной мас­ сы расходуется П/г—2,0 гл воды. На 100 гл отфильтрованного пи­ ва расходуется V/2—2,5 кг сухой фильтрмассы.

Вцехе розлива на мойку бутылок (на 1 гл емкости бутылок) расходуют 2—3 гл воды, бочек (на 1 гл емкости бочек) — 1—2 гл воды.

Общий расход воды на пивоваренное производство в 10—

28

мического анализов.

Средняя проба. Она должна характеризовать качество всей партии зерна из одного места отгрузки за определенный период

мешков, закромов, вагонов и из разных слоев зерна (верхнего, на глубине 10 см, среднего и нижнего). Из вагонов отбирают выем­ ки из 5—11 точек.

Образец зерна из мешков отбирают мешковым щупом из трех слоев — сверху, в середине и внизу. Количество выемок зависит от числа мешков в партии.

Вдальнейшем при хранении ячменя в складах насыпью или

всилосах при отборе средней пробы поверхность зерна делят на

29