Осветление и охлаждение сусла

Следующий этап приготовления пива – осветление и охлаждение сусла.

Перекачка горячего охмеленного сусла. На этой стадии сусло перекачивается насосом в вирпул. Перекачка должна проводиться по возможности быстро, чтобы освободить сусловарочный котел для следующей варки, но он должен быть одновременно бережным, чтобы не возникали касательные напряжения, которые приводят к нарушению коллоидной структуры сусла.

Если применяют не молотый, а натуральный шишковый хмель, то перед подачей сусла в вирпул, следует удалить хмелевую дробину через хмелеотделитель.

Отделение взвесей горячего сусла (осветление). Из горячего охмеленного сусла выделяется взвеси горячего сусла, которые прежде называли «брухом». Они состоят из крупных частиц размером 30-80 мкн, которые несколько тяжелее, чем сусло, и обычно хорошо и плотно осаждаются. Взвеси необходимо удалять, так как они в дальнейшем приносят вред.

Удаление взвесей горячего сусла осуществлялось раньше с помощью холодильной тарелки или отстойного чана, а сегодня большей частью с помощью вирпула, а иногда применяют центрифуги (сепараторы) или фильтры.

Охлаждение и подготовка сусла к брожению. Перед сбраживанием сусло нуждается в охлаждении до 5-10 ⁰C. Этот процесс происходит в отделении охлаждения сусла.

Процессы, происходящие при охлаждении сусла:

· Охлаждение сусла;

· Образование и оптимальное удаление взвесей холодного сусла;

· Интенсивная аэрация сусла.

Охлаждение сусла. Сусло с помощью пластичного теплообменника быстро доводят до температуры начала брожения. Скорость охлаждения важна, так как при более продолжительном охлаждении, при промежуточных температурах возрастает опасность размножения вредных для пива микроорганизмов.

Оптимальное удаление образующихся взвесей. При температуре меньше 60 ⁰C прежде прозрачное сусло начинает мутнеть. Это помутнение обусловлено образованием мельчайших частиц примерно 0,5 мкн, называемых взвесями холодного сусла. В связи с очень мелкими размерами частицы осаждаются с большим трудом. Они обладают свойством осаждаться на других частицах, например, клетках дрожжей. Если им удается осесть на дрожжевых клетках, тогда снижается скорость брожения, брожение затухает.

Удаление осажденных взвесей холодного сусла является проблемой, которую пытаются решить разными путями. Необходимо стремиться, чтобы остаточное содержание взвесей холодного сусла не превышало 120-160 мг/л сухого вещества.

Для удаления взвесей холодного сусла можно использовать:

· Фильтрование (через перлит);

· Флотацию;

· Седиментацию;

· Сепарирование;

Многие заводы часто отказываются от удаления взвесей.

Аэрация сусла. Аэрация холодного сусла для снабжения дрожжей кислородом является единственным случаем во время всего производства пива, когда целенаправленно осуществляется подача кислорода. Этот кислород потребляется дрожжами за несколько часов и не вредит качеству сусла.

Чтобы растворить воздух в холодном сусле, его следует тонко распылить в турбулентном потоке, перемешать с холодным суслом. При этом стремятся к достижению содержания кислорода 8-9 мг/л. Чтобы этого достичь, необходимо израсходовать теоретически 3 литра воздуха на гектолитр сусла, но практически требуется в несколько раз больше.

Дрожжи в пивоварении

Брожение – сложный химический процесс превращения питательной среды при помощи микроорганизмов. В нашем случае – это дрожжи. В процессе брожения основная часть питательных веществ превращается в новые продукты: спирт и углекислый газ, а дрожжи получают все необходимые вещества и энергию для своего роста и развития.

Дрожжи представляют собой мельчайшие одноклеточные растительные организмы. Величина клеток колеблется от 9 до 11 мкм в длину, и от 6 до 8 мкм в ширину, но встречаются и более крупные экземпляры.

Форма дрожжевых клеток разнообразная: яйцевидная, эллипсоидная, вытянутая и зависит от условий развития и существования.

Классическое брожение и созревание пива

Спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрож­жей — это основной процесс при производстве пива. При брожении происходит изменение химического состава сусла и превращение его в ароматный вкусный напиток — пиво.

Охлажденное сусло передается в бродильные аппараты, куда задаются пивные дрожжи из расчета 0,5-1 л на гектолитр сусла. Главное брожение начинается с внесения в сусло дрожжей. Режим брожения зависит от температуры и длительности главного брожения.

Внесение дрожжей. Под внесением понимают добавление дрожжей в сусло. Сусло непосредственно перед внесением в него дрожжей называется начальным суслом, а после внесения дрожжей «молодым пивом». При внесении дрожжей необходимо позаботиться о наличии достаточного количества кислорода в среде и о хорошем перемешивании.

Процессы при главном брожении

При главном брожении происходит превращение сбраживаемых сахаров в спирт и двуокись углерода. Непосредственно сбраживаются: глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза. Из дисахаридов – мальтоза; сахароза – после расщепления их ферментами дрожжей.

Порядок сбраживания: фруктоза, глюкоза, сахароза, мальтоза.

Мальтотриоза сбраживается частично при главном брожении и частично, медленно при дображивании.

Этиловый спирт и углекислый газ являются основными и конечными продуктами спиртового брожения. Побочные продукты: высшие спирты, эфиры, альдегиды, органические кислоты (янтарная, молочная, лимонная, уксусная и др.). На количество образующихся спиртов, кислот и эфиров влияют химический состав сусла и раса дрожжей. Содержание высших спиртов свыше 100 мг/л ухудшает полезные свойства и вкус пива.

Изменение pH. Активная кислотность при брожении значительно возрастает. pH во время брожения снижается с 5,2 до 4,2. Понижение pH происходит за счет образования углекислоты и органических кислот.

Изменение азотистых веществ. Содержание азота во время брожения уменьшается примерно на 1/3. Это изменение вызывается главным образом из-за потребления азота дрожжами, а так же благодаря коагуляции белков с понижением pH. Коагуляция азотистых веществ т хмелевых смол во время брожения имеет большое влияние на осветление и вкус пива.

Растворение углекислоты. Во время брожения пиво насыщается углекислотой. По окончании главного брожения нормальное содержание CO₂ в молодом пиве составляет 0,2%, растворимость CO_2, как и во всех газах увеличивается с понижением температуры и увеличением давления.

Пенообразование. Образуется в процессе брожения. CO₂ сначала растворяется в сбраживаемом сусле, а по мере насыщения сусла выделяется в виде газовых пузырьков. На поверхности газов появляется адсорбированный слой из ПАВ (белки, пектин, хмелевые смолы). При слипании отдельных пузырьков получаются ячейки пены. Постепенно поверхность сусла покрывается слоем пены. Сначала образуется мелкодисперсная пена, а затем она переходит в грубодисперсную.

В ходе брожения внешний вид пены изменяется. Эти изменения характеризуются различной формой завитков. С понижением интенсивности брожения завитки опадают, и слой пены уменьшается. В конце выделения пузырьков углекислоты завитки исчезают.

Введение главного брожения

Брожение бывает холодным (5-8 ⁰C) и теплым (7-12 ⁰C).

Температура сусла, при которой задаются дрожжи, называется начальной. Брожение начинается тогда, когда дрожжи соединяются с охлажденным суслом.

Введение главного брожения можно разделить на следующие стадии:

1. Забел – характеризуется образованием на поверхности сусла немножко белой пены. Первые признаки брожения появляются через 12-15 часов после задачи дрожжей. Продолжается 1-1,5 суток, характеризуется размножением дрожжей. Убыль экстракта на первые сутки 0,2-0,5 %. В конце стадии на поверхности появляются хмелевые смолы, белковые вещества.

2. Стадия низших завитков. Продолжается 2-3 суток. Убыль экстракта 0,5-1 %. Вся поверхность покрыта плотной компактной пеной. К концу стадии, вследствие окисления хмелевых веществ завитки приобретают желтовато-коричневую окраску.

3. Период высоких завитков. Длительность двое суток. Убыль экстракта снижается на 1-1,5 %. Достигается максимальная температура брожения. Этот период происходит хлопьеобразование дрожжей. Дрожжи оседают, а пиво осветляется.

4. Стадия опадания завитков. Постепенное опадание завитков, хлопьеобразование дрожжей, снижение экстракта на 0,5-0,2 %.

Контроль за ведением брожения заключается в контроле температуры, а также измерении падения экстрактивности. Во время брожения экстрактивность сусла постоянно уменьшается. Степень уменьшения экстрактивности называется степенью сбраживания (СС). СС показывает, сколько процентов экстрактивных веществ, содержащихся в начальном сусле, сброжено.

Разница между экстрактивности начального сусла (E_{нач. сусла}) и экстрактивностью пива в момент измерения называется сброженным экстрактом (E_сброж.). Подсчет СС ведется по формуле:

СС =

Экстрактивность, определяемая сахарометром, называется видимой и СС, подсчитанная по формуле называется видимой (СС_В).

Действительная степень сбраживания (СС_Д) получается после отгонки спирта в лаборатории. Приблизительно можно считать, что СС_Д = 0,81 СС_В. Степень сбраживания определяется на протяжении всего процесса брожения. Но важно знать, какой процент экстракта вообще может быть сброжен, когда закончить брожение. Поэтому в лаборатории определяют конечную степень сбраживания (КСС).

КСС зависит от глубины ферментативных процессов, которые произошли в варнице, от расы и физиологического состояния дрожжей. Брожение ведут так, чтобы СС_Д максимально стремилось к КСС, но важно, чтобы в пиве осталось еще необходимое количество сбраживаемого экстракта 1-1,5 % для дображивания. Для каждого сорта пива своя степень дображивания.

Определение конца главного брожения. Главное брожение считается законченным если:

· Убыль экстракта снизилась до 0,15-0,2 % в сутки;

· Поверхность пива покрыта слабым слоем пены и не более 1 см и при раздувании не смыкается, поверхность пива становится блестяще черной;

· Пиво становится прозрачное.

Температура брожения снижается, подготавливая пиво к перекачиванию на дображивание.