Antsiferov

В таблице 5 указаны предельные значения показателей при приемке пивоваренного ячменя на переработку. Для приготовления пивоваренного солода используют очищенное сортированное, выровненное по всему размеру зерно, обладающей высокой способностью прорастания.

Таблица 5 – Основные характеристики принимаемого ячменя

В качестве сырья в солодовенном производстве так же используется вода, и характеристики её влияют на процесс замачивания. Основным параметром воды является её жесткость чем вода мягче тем быстрее происходит процесс замачивания, поэтому для замачивания зерна рекомендуется брать воду с жесткостью до 7 мг. экв/л.

При употреблении воды, содержащей ионы аммония, фосфатов,

нитратов и нитритов, следует соблюдать осторожность, так как они могли попасть в воду в результате местных загрязнений. Нитраты и особенно нитриты обладают токсическим действием даже в следовых количествах. Не желательно присутствие фенолов, придающих солоду специфический вкус, а

пиво, изготовленное из такого солода, может оказаться непригодным.

Присутствие в воде железа в количествах более 10 мг/дм3 оказывает отрицательное действие, вызывая при замачивании серое окрашивание зерна.

1.Взвешивание ячменя на весовой – это механический процесс определения массы зерна с разгружаемого железнодорожного или автомобильного транспорта.

2.Предварительная очистка ячменя – механический процесс отделения зерна от металлических примесей и крупных включений которые могут привести к повреждению оборудования.

3.Хранение пивоваренного ячменя обеспечивает заводу непрерывность производства, для этого используются силоса прямоугольного сечения. Во время хранения зерна следует регулярно контролировать его температуру.

При обнаружении очагов самосогревания зерно необходимо охлаждать, для этого его перемещают в свободный силос.

4.Основная очистка пивоваренного ячменя - процесс отделения от основной зерновой культуры примесей, что необходимо для равномерного замачивания и проращивания. При очистке зерно делится на две фракции:

основную зерновую культуру и примеси.

Очистка и сортирование основаны на физических свойствах (размерах и парусность) зерна и примесей. Зерно имеет три размера: наименьший -

толщина, средний - ширина и наибольший - длина.

5.Мойка пивоваренного ячменя – гидромеханический процесс,

направленный для дезинфицирования и удаления сплава (примесей которые не удалились при основной очистки).

6.Замачивание пивоваренного ячменя – это диффузионный процесс,

цель которого заключается в доведение влажности зерна до определенной величины. Чтобы зерно начало прорастать, необходимо повысить его влажность до 38-43 %. Эта влага поступает в зерно при замачивании. Она обеспечивает переход в раствор водорастворимых питательных веществ и перемещение их к зародышу. Вода поступает в зерно, в основном, через открытый кончик зерна, где оно было прикреплено к колосу. Из-за этого зародыш поглощает больше воды и имеет более высокую влажность, чем

остальные части зерна. Меньше всего влажность в эндосперме. Поглощение воды зерном при замачивании происходит неравномерно. В первые часы очень быстро, затем процесс замедляется. Для насыщения зерна кислородом при замачивании проводят воздушные паузы, для этого с помощью насосов откачивают замочную воду, и оставляют зерно на 12-16 час, в этот период максимально удаляют СО2.

7.Проращивание ячменя. Технологической целью солодоращения является обогащение зерна ферментами, которые активно синтезируются в процессе проращивания. Проращивание производится при температуре 1418°С и влажностью ячменя 43-45%, так как эти условия являются максимально эффективными для солодоращения. В процессе проращивания ячменя ферменты переходят из неактивного состояния в активное и образуются новые вещества. Из комплекса ферментов, представленных в ячмене, наибольшее значение имеют гидролитические (карбогидролазы,

пептидазы, эстеразы), вызывающие растворение эндоспермы [13].

На образование гидролитических ферментов влияют фитогормоны – ауксин, абсцизовая кислота, цитокинин, выделяемые зародышем.

Гиббереллины совместно с ауксинами и цитокининами оказывают стимулирующее действие на синтез ферментов, а абсцизовая кислота обладает противоположным эффектом.

При проращивании изменяется структура зерна, что связано с действием комплекса ферментов, обусловливающих продолжительность процесса солодоращения и качества солода. В мучнистой части зерна – эндосперме – происходят глубокие изменения. Растворение начинается в слое эндосперма, ограничивающем зародыш, а затем – в направлении к верхнему кончику зерна. Под действием α-амилаз, декстриназ, пептидаз,

гемицеллюлаз запасные вещества эндосперма расщепляются до низкомолекулярных веществ. Далее эти вещества используются для питания зародыша, синтеза новых веществ и дыхание зерна.

В результате активации ферментов при проращивании приводит к изменению состава углеводов, полисахаридов, азотистых веществ,

фосфорорганических соединений, жиров, полифенольных соединений и др.

При этом наблюдается увеличение по сравнению с первоначальным содержанием в ячмене моносахаридов и олигосахаридов до 8%, а

полифенольных веществ до 35%. Однако при проращивании наблюдается уменьшение содержания фосфатов на 10-20%, что объясняется потреблением их зародышем и выщелачиванием при замачивании. Содержание азотистых и жировых веществ уменьшается, что связано с потерями на дыхание,

использованием их зародышем и выщелачиванием при замачивании. Потери могут составлять от 4 до 40%. Гидролизуется 80-90% водорастворимого (3-

глюкана), количество гемицеллюлоз в клеточных стенках эндосперма снижается на 25%, содержание пектиновых веществ уменьшается на 15-20%.

8.Сушка зеленого солода – массообменный процесс принудительного удаление влаги, в процессе которого солод претерпевает глубокие физические, химические, биохимические и физиологические изменения.

Физические изменения заключаются в значительном уменьшении влажности с 40% и более до 3-5% (для светлого солода), изменении объема,

цвета, аромата и вкуса солода. Процессы роста прекращаются, если влажность солода снижается до 20%, а температура не превышает 40°С.

Процесс солодосушения условно может разделить на три основные фазы: физиологическую, ферментативную и химическую. В

действительности же ферментативные и химические процессы в большей или меньшей степени протекает на протяжении всех стадий.

Физиологическую фазу можно рассматривать как продолжение проращивания ячменя, так как на этой стадии свежепроросший солод содержит около 45% воды и имеет не слишком высокую температуру (40-

45°С). Поэтому прорастание будет продолжаться до тех пор, пока не понизится влажность солода до 30%, а температура не превысит 45 °С. В

этой фазе продолжается образование ферментов, происходит дыхание солода, а, следовательно имеются и потери сухих веществ.

Ферментативная фаза протекает при температуре от 45 до 74°С.

Влажность солода уменьшается с 30% до 10%. Ферментативные процессы в начале сушки продолжаются даже с несколько большей интенсивностью, чем при прорастании. Затем с повышением температуры активность ферментов постепенно падает, и при окончательной отсушке снижается до минимума. В

солоде происходит дальнейшее накопление продуктов распада углеводов и белков, которые являются исходными веществами для образования веществ,

придающих солоду цвет, вкус и запах.

В процессе сушки светлого солода и в большей степени темного солода происходит частичная инактивация большинства ферментов. В

физиологической, а затем ферментативной фазе сушки значительно увеличивается количество аминокислот, содержание которых после 12 ч

сушки достигает своего максимума. Возрастает количество аспарагиновой кислоты, треонина, глицина, аланина, гистидина, аргинина, а глутаминовой кислоты – почти в 16 раз. При повышении температуры и снижение влаги в солоде действие протеолитических ферментов постепенно ослабевает, но усиливается взаимодействие сахаров и аминокислот. Поэтому уже через 17-

18 ч сушка уменьшение количества аминокислот становится значительным, и

оно продолжается до окончания сушки. В наибольшей степени снижается содержание аспарагиновой кислоты, лейцина, метионина, валина, тирозина,

лизина, глицина, фенилаланина, гистидина, глутаминовой кислоты и серина.

Уменьшение количества аминокислот к концу сушки по сравнению с максимально накопленным количеством составляет не менее 25%.

Химическая фаза охватывает зону температур от 70 до 95°С. При температуре выше 75°С все ферментативные процессы прекращаются, так как одна часть ферментов инактивируется, а другая – адсорбируется коллоидами зерна, и все они переходят в неактивное состояние.

Химические процессы, протекающие в солоде при сушке, не одинаковы на различных её стадиях и у разных типов солода. Содержание крахмала, пентозанов и клетчатки изменяется незначительно, количество же

инвертного сахара существенно снижается.

Основные реакции, приходящие к образованию меланоидинов,

протекают в химической фазе сушки при температуре 80-95°С.

Меланоидины образуются в основном за счет серосодержащих аминокислот,

обладающих большой активностью, например серина.

Процесс меланоидинообразования можно изобразить следующим

Рисунок 5 - Уравнение меланоидинообразования

Вхимической фазе сушки солода протекает также процесс

терморасщепления углеводов, который приводит к появлению таких окрашенных продуктов, как карамели. Карамелизованные вещества придают пиву горький вкус жженого солода и сильно повышают цветность готового продукта. Меланоидины сообщают пиву характерные вкус и аромат,

повышают её пеностойкость. Они обладают кислой реакцией, что положительно сказывается на кислотности солод, а благодаря их восстановительным свойствам обеспечивается хорошая коллоидная стойкость пива.

Процесс сушки влияет на количество растворимых веществ в солоде,

т.е на выход экстракта. С повышением температуры и длительности сушки выход экстракта уменьшается. От температуры сушки солода зависят также свойства меланоидинов, влияющих на аромат, пенообразование,

пеностойкость и стойкость пива.

9.Охлаждение высушенного солода – это теплообменный процесс,

который служит для удаления тепла из толщи материала. Благодаря чему

над солодом можно проводить дальнейшие технологические операции

(солод охлаждают до температуры 35 °С).

10.Обработка солода звуком. Этот процесс направлен на улучшения амилолитической активности солода, который проводится при частоте

звуковых колебаний 3070 Гц и амплитуде 100%.

11.Отбивка ростков высушенного солода – это механическая обработка, технологическая цель которой заключается в освобождение солода от ростков. Солодовенные ростки имеют горький вкус, который

неблагоприятно влияет на качество пива. Удаление ростков проводят на

специальных росткоотбойных машинах или в процессе транспортирования солода, после чего направляют на аспирационное устройство для их разделения.

растворимых азотистых веществ, улучшается амилолитическая активность солода. Также солод нельзя сразу направлять на производство пива, потому что при его дроблении чрезмерно измельчается эндосперм и оболочка, что может вызывать недостаточно полное осахаривание и затруднение фильтрование заторов.

13.Хранение солода осуществляют при температуре от 10 до 30ºС в тех же условиях, что и ячмень.

2.4 Продуктовый расчет солодовенного производства Исходные данные: годовая мощность проектируемого производства

100 тыс. т солода в год. Число рабочих дней для башни элеватора и

солодовенного производства 330. Прием зерна продолжается 120 дней.

Продуктовый расчет выполняется на 1 тонну очищенного ячменя с дальнейшим пересчетом на годовую, а затем суточную производительность

[14].

Для получения 1000 кг очищенного ячменя (Gо. я) требуется товарного ячменя:

Gт. я. = 100∙100/(100 – е1)=1000∙100/(100 – 12,4) = 1141,55 кг. (2.4.1)

где е1 – сумма отходов ячменя при отчистки и сортировке она составляет

12,4 мас.%.

Определяем объем товарного ячменя (в м3) при его насыпной

Масса сорных отходов равна:

Gс. о = (Gт. я. – 1000)∙е4/е1= (1141,55-1000) ∙1,6/12,4=18,26 кг, (2.4.7)

где е4 – процент сорных отходов 1,6%.