Для спиртового производства нежелательна вода с высокими карбонатными жесткостью и щелочностью. Процессы водно-тепловой обработки, осахаривания и спиртового брожения протекают быстрее и полнее в кислой среде при рН 5,0-5,5. Нейтральная и слабощелочная реакции способствуют развитию кислотообразующих бактерий.
Высокая карбонатная жесткость воды, используемой для замачивания зерна при приготовлении солода, задерживает прорастание зерна, а применение такой воды при приготовлении солодового молока снижает активность амилолитических ферментов.
На спиртовых заводах при высокой бактериальной загрязненности воду обеззараживают хлорной известью или газообразным хлором.
Для светлых сортов пива требуется очень мягкая вода общей жесткостью до 1-1,5 мг•экв/дм3. Содержание в воде ионов калия, натрия, сульфатов, хлоридов и других катионов и анионов не должно превышать их пороговых концентраций, т.е. тех минимальных количеств, при которых становится ощутимым их влияние на вкус.
Ионный состав воды не должен повышать рН производственных сред, в которых протекают биологические процессы. Для характеристики этого свойства воды надежным критерием является - отношение ионов кальция к общей щелочности воды, которое должно быть не ниже 1. Соотношение ионов кальция и магния — 1:1-3:1.
Вода должна быть безопасна в экологическом отношении и безвредна по химическому составу.
Способы водоподготовки. Если вода не отвечает необходимым требованиям, ее подвергают соответствующей подготовке для удаления нежелательных примесей.
Жесткость воды и ее солевой состав можно регулировать. Для этого применяют различные способы водоподготовки: реагентный, ионообменный, электродиализный и мембранный, основанный на принципе обратного осмоса. Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем.
С целью улучшения качества воды применяют следующие основные способы ее подготовки: отстаивание и фильтрование, коагуляцию, дезодорирование, обезжелезивание, умягчение, деминерализацию и обеззараживание.
Для освобождения воды от взвешенных частиц ее подвергают отстаиванию или фильтрованию. Отстаивание осуществляют в резервуарах. Более распространенным способом освобождения от взвешенных частиц является фильтрование. В качестве фильтрующих материалов применяют дробленый антрацит, гравий, кварцевый песок.
Вода может быть загрязнена минеральными и органическими примесями в коллоидно-дисперсном состоянии, которые не задерживаются при фильтровании. Наиболее типичными из этих примесей являются кремниевая кислота, ее соли и гуминовые вещества. В этом случае воду обрабатывают веществами, которые вызывают укрупнение коллоидных частиц и выпадение их в осадок. Такой процесс называется коагуляцией, а применяемые для коагуляции вещества — коагулянтами.
В качестве коагулянтов применяют сульфаты алюминия и железа. В водном растворе сульфат алюминия подвергается гидролизу с образованием гидроксида алюминия и серной кислоты:
Положительно заряженные ионы гидроксида алюминия снижают электрический потенциал, создаваемый отрицательно заряженными коллоидными частицами кремниевой кислоты и гуми-новых веществ, содержащихся в воде, в результате чего происходит их коагуляция.
Хлопья гидроксида алюминия и скоагулированные коллоиды имеют сильно развитую поверхность, способную сорбировать растворимые органические вещества, благодаря чему вода обесцвечивается и освобождается от неприятного привкуса.
Коагуляция гидроксидом железа по сравнению с коагуляцией гидроксидом алюминия протекает быстрее, так как гид-роксид железа имеет плотность в 1,5 раза больше, чем гидроксид алюминия.
Для ускорения процесса коагуляции и снижения расходов коагулянтов к воде добавляют вещества, называемые флокулянтами, одним из которых является полиакриламид. Коагуляцию примесей воды проводят в резервуарах с мешалкой. Обработанную коагулянтом воду подвергают фильтрованию.
Обезжелезивание. Вода со значительным содержанием железа имеет неприятные вкус и запах. Железо выпадает в осадок. Для его устранения предусматривается фильтрование воды через фильтры с кварцевой загрузкой без добавления реагентов или с дополнительной обработкой кварцевого песка модифицирующими реагентами.
Безреагентный способ основан на особенности воды, содержащей соединения железа и растворенный кислород, при фильтровании через зернистый слой выделять железо на поверхности зерен с образованием каталитической пленки из оксидов двух- и трехвалентного железа. Эта пленка активно интенсифицирует процесс окисления и выделения из воды трехвалентного железа, задерживаемого фильтром в виде гидроксида железа. Данный способ обезжелезивания рекомендуется применять при общем содержании железа до 10 мг/дм3, в том числе трехвалентного не менее 50 %, при окисляемости 6-7 мг О2/дм3 и щелочности больше единицы.
Если безреагентный способ не дает желаемых результатов, то кварцевый песок дополнительно обрабатывают модифицирующими реагентами. Сущность обработки заключается в нанесении на поверхность кварцевого песка пленки из гидроксида железа, диоксида железа и диоксида марганца, катализирующих процесс обезжелезивания воды. Для обезжелезивания воды используются песочные фильтры ШЗ-ВФА и фильтры «Аква-электроника».
Обработка воды, устраняющая неприятные запахи и привкусы, обусловленные различными примесями, называется дезодорацией. Самые распространенные способы дезодорации воды — озонирование и обработка активным углем. При обработке воды путем фильтрования через слой активного угля устраняются запах и привкусы воды, снижаются ее цветность и окисляемость.
Умягчение. Наиболее распространенный способ умягчения воды — ионообменный. При этом способе достигается не только умягчение, но и удаление нежелательных примесей. Метод основан на способности некоторых труднорастворимых веществ поглощать из растворов одни катионы или анионы и отдавать взамен другие. К ионитам относятся цеолиты, глауконит, органические вещества в виде синтетических смол и сульфитиро-ванные угли.
По характеру активных групп иониты подразделяют на ка-тиониты и аниониты. Катеониты имеют кислотный характер и обладают способностью обменивать ионы водорода или другие положительно заряженные ионы на ионы металлов (катионы). Аниониты имеют основной характер и способны обменивать гид-роксильные ионы или другие отрицательно заряженные ионы на кислотные остатки (анионы).
В практике очистки воды часто используют Н+- и №+-кати-ониты. В зависимости от катиона этот процесс называют Н-ка-тионированием и №-катионированием. При Н+-катионировании повышается кислотность воды, а при №+-катионировании увеличивается щелочность фильтрата, если в исходной воде содержалась карбонатная жесткость. Это объясняется тем, что при такой обработке воды образовавшийся гидрокарбонат натрия гидроли-зуется с образованием гидроксида натрия.
1.4 Хмель и хмелепродукты
Хмель относится к традиционному и наиболее дорогостоящему сырье пивоваренного производства. Хмель - вьющееся двудомное многолетнее растение, достигающее 5-8 м в длину, относящееся к семейству коноплевых. Хмель придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удалению из сусла некоторых белков, повышает пеностойкость пива, служит антисептиком так как подавляет жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры. Экстрактивные вещества хмеля, содержащиеся в пиве, оказывают успокаивающее, болеутоляющее и даже дезинфицирующее действие.
Различают два основных вида хмеля: горький и ароматический. В пивоварении в основном используют женские соцветия ароматического хмеля.
Горькие сорта добавляют в начале варки. В середине или ближе к концу добавляют ароматические сорта. К горьким сортам относятся, например, Hallertauer Magnum, Nugget. Ароматический хмель – это Perle, Spalter Select. Некоторые сорта можно использовать как для придания горечи, так и для ароматизации пива. К таким сортам относятся Nothern Brewer и Brewers Gold.
Ко времени созревания хмеля на внутренних стерженьках шишек развиваются желто-зеленые клейкие шарики – зернышки лупулина, диаметр которых составляет 0,15-0,25 мм. Лупулин - ароматическое вещество, придающее пиву своеобразную горечь, благодаря эфирному хмелевому маслу.
Для пивоварения выращивают сорта хмеля, относящиеся к виду хмеля обыкновенного (Humulus lupulis L.), а в производстве используют только шишки. Производство хмеля сосредоточено главным образом на Украине (70 %). Наиболее распространены сорта Клон 18, Житомирский, Полесский, Сильный, Урожайный.
В состав хмеля входят ароматические и горькие вещества. Горькие хмелевые вещества включают α- и β-кислоты, мягкие α-, β- и твердые смолы. Содержание α-кислот в зависимости от сорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пивоварения производные α-кислот — изосоединения - обеспечивают около 90 % горечи пива.
Ароматические вещества представлены в основном эфирным маслом в количестве от 0,3 до 2 %. Оно представлено смесью ароматических углеводородов и терпенов, играет определенную роль в образовании аромата пива, несмотря на то, что в процессе кипячения сусла большая часть эфирного масла улетучивается.
Важная составная часть хмеля — дубильные вещества, содержание которых достигает 3 %.
По назначению хмель разделяют на две группы: тонкие сорта с количеством горьких веществ примерно 15 % и α-кислот (от 3 до 5 %) и грубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %. Тонкие сорта применяются для изготовления пива по классической технологии, Грубые сорта предназначены для производства порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты, использование которых способствует снижению потерь и улучшению качества пива.
На качество хмеля влияет такой внешний признак как целостность шишек, от чего зависит содержание в них лупулина. Хмель не должен быть перезрелым, с открытыми шишками, у которых высыпаются семена. Собирать хмелевые шишки необходимо с черенками для того, чтобы сохранить их целостность.
Согласно ГОСТ 21947—76 хмель, поступающий на завод, должен содержать в пересчете на абсолютно сухое вещество α-кислоты не менее 2,5 %, золы не более 14 %, иметь влажность не выше 13 и не ниже 11 %.
К хмелепродуктам относится брикетированный хмель, гранулированный, экстракты и комбинированные препараты хмеля. На мировом рынке примерно 30 % продаж занимает гранулированный хмель, 30 % – экстракт хмеля, и только 40 % натурального шишкового хмеля.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19
