Технология солода. Технология солода. Технологические расчеты по производству солод. Учебное пособие Для студентов вузов Кемерово 2005 2 удк 663. 4 (075) ббк 36. 87я7 К44 Рецензенты
 Скачать 4.46 Mb.
|
|
Пшеница - один из перспективных видов несоложеного сырья. Плод - зерновка. Состоит из зародыша, эндосперма, семенной и плодовой оболочек, сросшихся между собой. Мякинная оболочка отсутствует. На долю эндосперма приходится 78-84,3 % сухих веществ, на долю зародыша - 1,4-4,2 %. Перерабатывается в несоложеном виде либо в виде солода. Химический состав пшеницы крахмал 74-80 %; белки 8-15 %; жир 1,5- 2,0 %; клетчатка 2,0-2,5 %; сахара 2,5-5,0 %; зола 1,0-1,5 Технологические характеристики абсолютная масса 33-48 г натура 750 г/дм 3 ; экстрактивность 76 Крахмал пшеницы состоит на 17-24 % из амилозы, и 76-83 % приходится на амилопектин. Крахмальные зерна имеют размеры, как у ячменя. Т.к. отсутствует мякинная оболочка, то количество целлюлозы меньше, чему ячменя, поэтому экстрактивность достаточно высокая. Сахара представлены сахарозой, глюкозой, мальтозой и рафинозой. Белки пшеницы представлены альбуминами, глютелинами (глютенин), проламинами (глиадин), которые при смешивании с водой образуют студнеобразный гидратированный комплекс, называемый клейковиной. Она трудно гидролизуется ферментами, это затрудняет процесс фильтрации. Поэтому лучше использовать пшеницу в виде пшеничного солода. При использовании же пшеницы в качестве несоложеного сырья следует уделять большое внимание гидролизу белков на стадии затирания путем выдержки ступенчатой белковой паузы. Лучше использовать мягкую озимую пшеницу, которая содержит, по сравнению с твердой, меньше белка и больше крахмала. При использовании пшеницы пиво более склонно к фонтанированию. Это связано с отсутствием мякинной оболочки, такое зерно больше подвержено инфицированию полевыми грибами рода Fusarium. Рекомендуемая доза внесения несоложеной пшеницы - не более 10 %. 40 3. Кукуруза Кукуруза - хороший заменитель солода, самое дешевое несоложеное сырье, но содержит большое количество жира, который легко прогоркает и вместе с горькими веществами оболочек оказывает неблагоприятное воздействие на вкус пива. Поэтому кукуруза должна перерабатываться только в обработанном виде. Зерно кукурузы состоит из зародыша и эндосперма. Сверху покрыто плодовой оболочкой, которая состоит из 12-14 слоев клеток. Под плодовой находится семенная оболочка. Химический состав кукурузы влажность 12-14 %; крахмал 60-66 %; белок клетчатка 1,0-2,2 %; жир 4-6 %; зола 1,2-1,5 Крахмал кукурузы состоит на 21-23 % из амилозы, и 77-79 % приходится на амилопектин. Крахмал кукурузы трудно клейстеризуется амилазами, клейстери- зация проходит при высокой температуре 70-80 С, это требует предварительного разжижения крахмала при затирании и использовании отварочных методов. В кукурузе меньше, по сравнению с ячменем, пентозанов и водорастворимого β- глюкана. Это способствует снижению вязкости сусла, снижению количества не- сбраживаемых сахаров, получению более стойкого пива к помутнениям. Белки кукурузы, в основном, представлены спирто- и щелочерастворимой фракцией, имеют изоэлектрическую точку при рН 5,7 и осаждаются при кипячении сусла с хмелем. Особенностью белков кукурузы является наличие небольшого количества растворимых белков и отсутствие глобулинов, что положительно отражается на стойкости пива. Низкое содержание белка и переход его в большом количестве в дробину приводит к тому, что в сусле содержится недостаточное количество аминного азота, который необходим для нормальной жизнедеятельности дрожжей. Жир содержится, в основном, в зародыше. Поэтому кукуруза очищается от оболочек и зародыша. Для этого зерно увлажняют и пропускают через наждачные машины. Затем эндосперм размалывается на вальцевых станках и просеивается. Таким образом, получают кукурузную крупу и кукурузную муку. Содержание жира в этих продуктах 1-2 %. Экстрактивность кукурузной крупы такая же, как у ячменя. Кукуруза имеет весь набор ферментов, но очень низкую активность β- амилазы. Добавка кукурузы снижает цвет пива, повышает полноту вкуса и коллоидную стойкость. Много кукурузы перерабатывается в Чехии, Словакии, США % от засыпи). Отечественной промышленностью замена солода кукурузой составляет 10-20 %. 4. Перспективные виды сырья для производства пива Овес относится к пленчатым культурам. Содержит кроме плодовой и семенной оболочек цветочную пленку. Количество пленок составляет от 25 до 37 %. Это приводит к снижению экстрактивности и появлению грубой горечи. Для пивоварения представляет интерес только голозерная культура, которая при обмолоте освобождается от цветочных пленок. При этом уменьшается доля клетчатки и увеличивается количество крахмала. Химический состав влажность 13,5 %; крахмал 50-55 %; белок 9-11 клетчатка 8-11 %; зола 2,0-2,5 Крахмал овса имеет температуру клейстеризации 55-60 С, это ниже, чему ячменя, поэтому при переработке овса не требуется дополнительного разваривания и использования отварочных методов затирания. Липиды овса представлены ненасыщенными жирными кислотами, поэтому жир быстро прогоркает. Используется голозерный овес при получении сортового пива в количестве до 10 %. При этом улучшается вкуси аромат. Но высокое содержание жира отрицательно влияет на коллоидную стойкость пива. Сорго относится к семейству злаковых. Внешне похоже на кукурузу. Произрастает в жарких и засушливых регионах. Уборку сорго производят в период дождей, из-за чего зерно сильно заражено микроорганизмами, особенно плесневыми грибами. Поэтому необходима специальная обработка. Зерновка заключена в цветочные пленки. Так как пленчатость невысокая, тов пивоварении возможно использование как пленчатых, таки голозерных сортов. Химический состав крахмал 67-73 %; белок 11-12,5 %; жир 2-6 %; зола Технологические показатели абсолютная масса 25-44 г. Крахмальные зерна имеют округлую и многоугольную форму и плотно расположены в эндосперме. Температура клейстеризации крахмала 70-80 С, поэтому необходимо использовать только отварочные методы затирания с использованием ферментных препаратов. Для лучшей фильтрации лучше использовать пленчатые сорта. Сорго используют как в несоложеном виде, таки в виде солода в странах Африки. Просо имеет очень мелкое зерно (2-3 мм в длине и 1,5-2,5 мм в ширине). Особенностью проса является сильно развитый зародыш, на долю которого приходится до 8 %. Абсолютная масса составляет всего 5,5-7,2 г. Зерно характеризуется высокой пленчатостью и содержит много некрахмальных полисахаридов. Химический состав крахмал 54-55 %; клетчатка 7-9 %; белок 10,0-15,5 жиры 2,5-4,0 %; зола 3,5-3,0 Крахмал проса имеет высокую температуру клейстеризации (70-80 С, поэтому при использовании проса в качестве заменителя солода необходимы отварочные способы затирания. Белок представлен на 20 % растворимой фракцией (альбумина и глобулина, и до 60 % приходится на проламины, которые при кипячении переходят в дробину. Поэтому возможно использовать для целей пивоварения просо и с повышенным содержанием белка. Особенностью проса является высокое содержание жира. Тем не менее, просо используется для целей пивоварения в некоторых африканских странах как в виде несоложеного сырья, таки в виде просяного солода 42 5. Сахаристые продукты Переработка сахара и сахаристых продуктов не представляет трудностей: они легкорастворимы и добавляются на стадии кипячения. В пивоварении используют свекловичный сахарили сахарный колер. Свекловичный сахар содержит до 99 % сахарозы. Применяется для повышения эстрактивности сусла и снижения цветности. При использовании сахара изменяется состав сусла повышается соотношение сахара к не сахару. Сахароза привнесении в сусло расщепляется на глюкозу и фруктозу. Увеличение этих сахаров приводит к снижению интенсивности брожения и изменению в составе побочных продуктов. Снижается количество аминного азота, что негативно сказывается на жизнедеятельности дрожжей. При добавлении сахара изменяется вкус пива, появляется сладковатый привкус, так как продукты гидролиза сахарозы имеют более сладкий вкус. Сахарный колер - водный раствор карамелизованной сахарозы. Готовится путем нагревания при температуре 180-200 Сконцентрированного водного раствора свекловичного сахара. Это темно-коричневая вязкая жидкость слегка горьковатого вкуса. При использовании разбавляется. Колер хорошо растворим вводе. Химический состав влажность 23-25 %; экстрактивность 66-78 сбраживаемые сахара 4-15 %. При добавлении сахарного колера повышается цвет пива, поэтому применяют при изготовлении темных сортов пива. Контрольные вопросы. Что такое несоложеное сырье, для каких целей оно используется. В чем особенность морфологии и строения зерна риса. Каков химический состав риса. В чем заключаются трудности при переработке риса. В чем особенность химического состава пшеницы. В чем заключаются трудности при переработке пшеницы. Каковы преимущества и недостатки использования кукурузы. Какова особенность химического состава кукурузы. Какова перспектива использования овса в качестве несоложеного сырья. Какова возможность использования сорго в качестве несоложеного сырья. Какова возможность использования проса в качестве заменителя солода. Какие сахаристые продукты и с какой целью используются при производстве пива Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ СОЛОДА. ОЧИСТКА, СОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ЯЧМЕНЯ. Технологическая схема приемки, очистки и сортирования. Характеристика примесей и основные принципы очистки. Устройство зерноочистительного отделения. Процессы, происходящие при хранении. Способы хранения. Сушка зерна. Вредители зерна. Технологическая схема приемки, очистки и сортирования Пивоваренные и солодовенные заводы должны иметь большие запасы ячменя для бесперебойной работы предприятия в течение 4-6 месяцев и более. Это необходимо также для того, чтобы организовать процесс переработки с учетом особенностей сырья и выпуска продукции высокого качества. Схема приемки, очистки и сортирования ячменя приведена на рис. Рис. 9. Схема приемки, очистки и сортирования ячменя - автомобилеразгрузчик; 2 - вагон 3, 11, 14 - нория 4, 13 - ленточный конвейер, 10, 18, 19, 20 - бункер 6 - автоматические весы 7 - зерносушилка 8 - магнитный сепаратор, 15 - воздушно-ситовой сепаратор 12 - силос 16 - триер 17 - сортировочная машина Ячмень - насыпной грузи доставляется он на предприятия железнодорожным или автомобильным транспортом. Если имеются свои собственные подъездные железнодорожные пути, то ячмень подвозят в вагонах (2). Если подъездные пути отсутствуют, то ячмень доставляется с железнодорожной станции автотранспортом. Железнодорожный и автомобильный пути должны подходить к крытому, защищенному от дождя помещению. Поступившее зерно взвешивается на вагонных или автомобильных весах и выгружается с помощью механической лопаты или вагоноразгрузчика, а из автомобиля - с помощью автомобилеразгрузчика (1). После взвешивания зерно поступает в приемный бункера далее - ленточными транспортерами (4), шнеками, пневмотранспортом и норией (3) - на очистку. Выбор вида транспортных средств зависит от общей механизации завода и расположения хранилищ. Нория - ковшовый элеватор - служит для подъема зерна. Скорость движения ленты 1-3 мс. Производительность зависит от скорости движения ленты, вместимости ковшей, расстояния между ними. Ленточный транспортер служит для перемещения зерна в горизонтальном направлении или под углом 30º на расстояние, равное длине транспортера. Скорость движения ленты 2,5-3,5 мс. Одновременно с перемещением происходит проветривание, охлаждение и подсушивание зерна всухую погоду. Производительность зависит от ширины ленты, высоты слоя зерна, скорости движения ленты. Недостаток при его эксплуатации - запыление помещения. Шнек - бесконечный винт - служит для передачи зерна на небольшие расстояния. Располагается горизонтально, но может перемещать и под углом в, в этом случае снижается производительность. Производительность зависит от числа оборотов винта, шага винта и степени заполнения шнека зерном составляет диаметра. Недостаток при его работе - дробление зерна при транспортировке. Пневматическая транспортировка основана на способности движущегося воздуха перемещать зерно в воздушном потоке. Скорость движения воздуха составляет 20-30 мс, скорость движения зерна в вертикальном трубопроводе мс, в горизонтальном - 12-18 мс. Установки бывают нагнетательные (воздух нагнетается в транспортерные трубы, служат для передачи зерна из одной точки в разные) и всасывающие (воздух отсасывается из транспортерных труб, служат для приемки зерна из разных точек). Преимущества использования пневмотранспорта наименьшие затраты труда лучшие гигиенические условия работы нет запыленности помещений; возможны любые изгибы транспортного пути зерна зерно проветривается и снижается влажность. Недостатки при эксплуатации высокий расход электроэнергии повреждение зерна (0,3 %) из-за трения и ударов о стенки трубопроводов. При приемке отбирают среднюю пробу и контролируют влажность и зараженность, т.к. от этих показателей зависит качество хранения, а также про- растаемость как основной показатель для проращивания зерна. В послеуборочный период поступает большая партия зерна, поэтому приемные устройства и зерноочистительное оборудование должны иметь высокую производительность, а зернохранилища - достаточную вместимость. Очистку зернового сырья различают первичную (предварительную) и вторичную (основную В послеуборочный период, когда поступает большая партия зерна, возможна лишь предварительная очистка. Цель первичной очистки - удаление из зерновой массы пыли, сорных и вредных примесей, которые могут отрицательно влиять на хранение зерна (вызывать порчу, снижать качество, увеличивать потери) или работу машин (камни, металлические частицы). Первичная очистка осуществляется на магнитных (8) и воздушно-сито- вых сепараторах (9). Для учета зерна перед очисткой и после нее зерно обязательно взвешивается на автоматических весах (6). После первичной очистки зерно поступает с помощью нории (11) на хранение в зернохранилища (Если зерно имеет повышенную влажность, оно не может быть направлено на хранение, т.к. при влажности выше критической (выше 14,5 %) в зерне интенсивно протекают физиологические процессы (в основном, дыхание, в меж- зерновое пространство выделяется большое количество тепла и влаги, это приводит к самосогреванию, увеличению потерь сухих веществ и ухудшению качества. Поэтому такое зерно сначала подсушивается в зерносушилке (7), а только затем передается на первичную очистку и хранение. Перед подачей в производство (в солодовенное отделение) зерно подвергается вторичной очистке. Цель вторичной очистки - удаление из зерновой массы примесей, которые могут повлиять на технологические процессы замачивания и проращивания. Это, в первую очередь, примеси, оставшиеся после первичной очистки и попавшие при хранении, поврежденные зерна, зерна других злаков и т.д. Кроме того, в период вторичной очистки производят сортирование зерна, что необходимо для равномерного замачивания и проращивания. Проводят вторичную очистку равномерно, в течение всего года, поэтому производительность оборудования на этой стадии в 3-4 раза ниже, чем при первичной очистке, а степень очистки выше. Вторичная очистка проводится на воздушно-ситовом сепараторе, триере (16) и разделяется на сорта при помощи набора сит (В схеме также обязательно должны быть предусмотрены промежуточные бункера для зерна и отходов (5, 10, 18, 19, 20). 2. Характеристика примесей и основные принципы очистки Поступающий на предприятие ячмень непригоден для производства солода без предварительной подготовки. Он содержит ряд загрязнений и примесей, которые отрицательно влияют на процесс проращивания. Для получения солода хорошего качества зерно необходимо разделить на сорта. Поэтому первой стадией солодоращения является очистка и сортирование ячменя. Примеси, содержащиеся в зерне, подразделяются на сорные и зерновые. Сорные примеси - минеральные, органические примеси, сорные семена дикорастущих растений и вредные примеси. Минеральные примеси - земля, песок, пыль. Органические примеси - ости, пустые пленки, солома Сорные семена дикорастущих растений - семена всех сорных и культурных растений, кроме пшеницы, ржи, овса зерна пшеницы, ячменя, ржи, овса с полностью выеденным вредителями эндоспермом или эндоспермом черного цвета. Вредные примеси - куколь, спорынья, головня, горчак розовый, мышатник, вязель, плевел опьяняющий, гелиотроп опушенноплодный, триходесма седая, а также зерна ячменя, пораженные головней и спорыньей, которые содержат вредные и ядовитые вещества. Головня придает зернам ячменя запах селедочного рассола, который обусловлен триметиламином. В спорынье находятся ядовитые вещества, поэтому ее содержание в ячмене допускается не более 0,5 Зерновые примеси - слабо поврежденные зерна ячменя, с нарушенной оболочкой и обнаженным эндоспермом недозрелые - зеленые и сильно недоразвитые щуплые зерна проросшие зерна с вышедшим наружу корешком или ростком поврежденные сушкой или самосогреванием битые зерна, зерна других злаков. Процесс освобождения зерновой культуры от вредных и бесполезных примесей называется очисткой. При очистке зерно делится на 2 фракции основную зерновую культуру и примеси. Деление основной культуры на фракции по величине зерна называется сортированием. При сортировании чистое зерно делится по размеру зерен на 1-й, й и й сорта. В зерне различают 3 размера толщину (наименьший, ширину (средний) и длину (рис. Рис. 10. Основные размеры зерна: а - длина b - ширина с - толщина Для отделения легких примесей от зерновой культуры используют воздушный поток. Этот процесс основан на аэродинамическом свойстве семян -парусности. Парусность - способность частиц воспринимать воздействие воздушного потока и уноситься им. Скорость движения воздуха, при которой происходит парение зерна, называется критической, или скоростью витания. Для различных зерновых культур и примесей она различна. Подбирают при очистке зерна такую скорость воздушного потока, которая была бы больше критической для примесей, но меньше критической для основного зерна, и таким образом отделяют легкие примеси. Обычно это скорость мс. Такое разделение проводится в воздушных сепараторах Разделение примесей по длине производится с помощью ячеистой поверхности. Диаметр ячеек больше длины зерен одного из разделяемых компонентов, но меньше длины другого. Разделение примесей по ширине производится на ситах с круглыми или квадратными отверстиями, через которые может пройти частица, ширина которой меньше диаметра отверстий. Другие размеры (длина и толщина) не влияют. Разделение примесей по толщине производится в сортировочных машинах с продолговатыми (щелевыми) отверстиями. Часть зерновой примеси, которая проходит через отверстия, называется проходом. Остальная часть, которая остается на сите исходит с него, называется |