Охлаждение сусла.
При приготовлении пива очень большое значение имеет скорость охлаждения сусла. От того, насколько быстро будет охлаждено сусло, зависит многое. Охлаждение сусла в минимальные сроки препятствует заражению пива, а так же способствует оседанию бруха, что облегчает фильтрацию. Так же быстрое охлаждение может значительно не только прозрачность пива, но и его вкус.
При охлаждении сусла после кипячения очень важно избегать горячей аэрации, о которой мы уже говорили в этой статье.
Зачем охлаждать сусло.
Сладкое и теплое сусло является благоприятной средой для размножения бактерий, что приводит к заражению пива и его дефектам (подробнее о дефектах пива). Так же В процессе охлаждения происходит активное свертывание белков, которые оседают на дне, что в свою очередь делает пиво более чистым и прозрачным.
Еще одна причина, по которой сусло стоит охлаждать в кротчайшие сроки — это снижение уровня ДМС.
Как быстро охладить сусло.
Быстро охладить небольшой объем сусла (10-20 литров) можно использовав один из следующих методов:
Ванна со льдом.
Это самый простой и экономичный способ охлаждения кипящего сусла. Вы просто ставите котел в ванну с холодной водой и ждете некоторое время.
Повысить эффективность этого метода, можно добавив в воду дробленый лед. Так же, можно периодически помешивать сусло для улучшения теплообмена.
Из минусов этого метода стоит отметить, что теплообмен идёт только через стенки котла (кастрюли) и при помешивании сусла вы рискуете его заразить.
В общем то метод охлаждения сусла в ванне с холодной водой весьма эффективен, но не очень удобен и гигиеничен. В среднем, охлаждение 20 литров сусла, таким методом, занимает 40-50 минут.
Более гигиеничный и удобный способ охлаждение — это использование чиллера.
Использование чиллера для охлаждения сусла.
Чиллеры бывают погружные и противоточные. Сейчас мы поговорим о каждом из них.
Погружной чиллер.
Погружной чиллер используется многими пивоварами, он весьма эффективен и удобен в использовании. Конструкция представляет собой трубку из меди или нержавейки, скрученную спиралью. По этой трубке пускается холодная проточная вода и она опускается в кастрюлю с горячим суслом.
Как сделать чиллер своими руками я уже рассказывал, так что не буду заострять на этом внимание. Скажу лишь, что эффективность данного метода охлаждения сусла выше, чем у ванны с водой, а увеличивая скорость воды и уменьшая ее температуру можно повлиять на время охлаждения всего сусла. Так же можно повысить эффективность чиллера, увеличив количество витков, при его самостоятельном изготовлении.
Некоторые умельцы, для экономии воды прибегают к замкнутой системе охлаждения. Работает на по тому же принципу, что и в автомобиле, к чиллеру присоединяется насос, который гоняет воду (или другой теплоноситель) по системе, с другой же стороны присоединяется радиатор (можно взять автомобильный), радиатор отводит тепло от теплоносителя. Если эффективность недостаточно, можно подключить вентилятор, который увеличит эффективность установки.
Из минусов такой системы охлаждения сусла можно отметить дороговизну (насос и радиатор стоят не дешево) и громоздкость.
Противоточный чиллер.
Использование противоточных чиллеров предполагает наличие насоса для перегонки горячего сусла. Такие насосы достаточно дороги.
Противоточный чиллер представляет собой две трубки (одна внутри другой), по которым текут жидкости.
Принцип действия противоточного чиллера прост. Насос гонит по внутренней трубке горячее сусло, в то время , как холодная вода движется в противоположенном направлении по внешней трубке. Так происходит теплообмен.
Сложность в очистки такого чиллера может доставить немало хлопот домашнему пивовару, хотя его эффективность выше, чем у других методов охлаждения сусла.
Можно встретить в продаже противоточник, практически квадратной формы с 4 выходами для шлангов, не смотря свою форму, принцип работы у него такой же. Только жидкости текут по каналам между пластинами, а не по трубкам.
Заключение об охлаждении сусла.
В заключении хотелось бы еще раз отметить эффективность и удобство использования погружного чиллера для домашнего пивоварения, а так же напомнить о том, что, можно сделать чиллер своими руками достаточно просто.
Источник
Охлаждение пивного сусла способы
Глава 5. Приготовление пивного сусла.
Охлаждение и осветление пивного сусла.
Цель охлаждения и осветления сусла и процессы, протекающие при этом.
В горячем охмеленном сусле отсутствует кислород, но имеются грубые взвеси, образовавшиеся при кипячении с хмелем. Наличие взвесей отрицательно влияет на процесс брожения сусла и коллоидную стойкость пива. При охлаждении сусла грубые взвеси осаждаются и появляются тонкие взвеси, сусло насыщается кислородом воздуха, что способствует нормальному размножению дрожжей и полному выделению белков. Следовательно, целью осветления и охлаждения сусла является понижение его температуры, насыщение кислородов воздуха и осаждение взвешенных частиц.
Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения. В зависимости от вида и способа брожения начальная температура этого процесса различна.
Сусло при низкой температуре брожения является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфицирования сусла появляется при его медленном охлаждении от 40 до 20С, так как эти температуры наиболее благоприятны для размножения вредных для пива микроорганизмов. Позже, когда в сусло добавят дрожжи, возможность инфицирования уменьшится.
Обычно сусло охлаждают в две стадии. Первую стадию охлаждения горячего сусла до 60С проводят медленно в течении 1,5-2 часа в отстойном чане или на холодильной тарелке. На этой стадии продолжительность охлаждения сократить нельзя, так как для осаждения крупных взвесей требуется около двух часов. На второй стадии охлаждения сусла от ( 50 до 5-9С) проводят быстро, с использованием теплообменников.
Поглощение кислорода суслом происходит в ходе всего процесса охлаждения. При высоких температурах (до 40С) поглощенный кислород расходуется на окисление органических веществ сусла, вследствие чего оно темнеет, снижается хмелевой аромат и горечь. Процесс окисления зависит от рН сусла: с повышением рН возрастает его интенсивность.
Непосредственное растворение кислорода возможно лишь при низкой температуре, в сусле оно начинается с температуры 40С. Поглощенный суслом кислород расходуется на размножение и жизнедеятельность дрожжей. Оптимальное содержание его в сусле в начале брожения 6-7 мг/л.
Поглощение кислорода ускоряется при перемешивании сусла, увеличении площади поверхности и продолжительности контакта сусла с воздухом, с понижением концентрации сухих веществ в сусле. При этом более энергично протекают процессы окисления органических веществ в горячем сусле и насыщения кислородом воздуха охлажденного сусла. Важным процессом является выделение взвесей из охлаждаемого сусла. Различают крупные и мелкие взвеси.
Крупные взвеси размером 30-80 мкм образуются при кипячении сусла с хмелем, а при охлаждении они легко осаждаются, образуя так называемый осадок взвесей горячего сусла. Этот осадок легко удаляется, часть его задерживается уже в хмелеотборном чане. На этом осадке адсорбируются железо и медь, предохраняя тем самым дрожжи и пиво от воздействия солей этих металлов.
В состав осадка входит: 50-60% белковых веществ, 16-20% — хмелевых смол, 20-30% других органических веществ, 2-3%- минеральных веществ. Количество взвесей горячего сусла колеблется от 30 до 60 г на 100мл сусла и зависит от содержания белков в затираемом зерне, способа затирания, количества экстрактивных веществ в сусле, нормы горечи вносимого хмеля, продолжительности и интенсивности кипячения затора и сусла.
При охлаждении ниже 60С в прозрачном сусле появляется муть, так как часть растворенных в горячем сусле веществ при охлаждении переходит в нерастворимое состояние и образует тонкую суспензию с размером частиц около 0,5 мкм. Выделенные из сусла, они дают так называемый осадок взвесей охлажденного сусла. Он на 1/3 состоит из дубильных веществ и на 2/3- из глобулина( белок зерна). При нагревании холодного сусла эти взвеси обратно растворяются.
Тонкий осадок начинает появляться в сусле при температуре около 60С и заканчивается при 5-7С. Количество тонкого осадка в сусле невелико, но влияние на технологию ощутимо, так как частицы осадка адсорбируются на поверхности дрожжевых клеток и нарушают проницаемость клеточных стенок.
При охлаждении сусла испаряется некоторое количество воды, вследствие чего уменьшается объем сусла и повышается концентрация сухих веществ.
Способы осветления и охлаждения сусла.
Осветление и охлаждение сусла в тонком слое. При этом способе используют холодильную тарелку, которая представляет собой плоский открытый сосуд прямоугольной формы высотой около 30см, изготовленный из листовой стали и установленный с небольшим горизонтальным уклоном. Тарелка имеет три отверстия с кранами: для слива сусла, для отвода осадка взвесей горячего сусла и для стока промывных вод. Чтобы осадок не попадал в стекающее сусло, над вентилем для слива сусла устанавливают небольшой патрубок с ситом.
Поверхность тарелки покрыта тонким защитным слоем. При эксплуатации на этот слой осаждается пивной камень( соли органических кислот), который образует защитный слой. Тарелку устанавливают в отдельном, хорошо проветриваемом помещении, куда подается тщательно очищенный воздух.
Горячее сусло наливают на тарелку слоем 15-25 см, при этом получается большая поверхность соприкосновения с воздухом (25 — 40м 2 на 1 т затираемого сырья), и сусло охлаждается. Малая высота слоя жидкости способствует быстрому охлаждению, но одновременно повышает возможность инфицирования сусла. Продолжительность охлаждения сусла на тарелке 2-6 ч. Как только температура сусла понизится до 60С, открывают кран для спуска сусла и направляют сусло в пластинчатый теполобменник. На тарелке остается тонкий слой осадка, который собирают при помощи резиновых скребков и удаляют. Тарелку моют холодной водой, очищают щетками и снова моют горячей водой.
Осветление и охлаждение сусла в высоком слое.
Процесс проводят в отстойном чане. Чан представляет собой стальную емкость 3 с рубашкой для охлаждения, со сферической крышкой 5 и наклонным днищем. Для удобства обслуживания и промывки на крышке имеются люки. Вверху крышка имеет пароотводящий патрубок с дроссельной заслонкой 8 и трубкой для отвода конденсата 4. Горячее сусло поступает в чан через патрубок 9. Внутри чана установлена плоская охлаждающая секция 7, которая заполняется водой через запорный вентиль 1 и коллектор 2. Вода отводится через коллектор 12.
Чтобы сократить время охлаждения сусла, секция используется как оросительный холодильник во время заполнения чана. Для получения тонкого слоя сусла, стекающего по стенкам секции, установлен распределительный желоб 6, над которым находится конусный зонт 10 с зубцами по кромке. Одновременно под конус через вентиль 14 и фильтр 13 под давлением подается стерильный воздух для аэрации сусла.
В нижней части чана на днище установлены три крана: 16 – для спуска белкового отстоя, 17- для спуска промывных вод и 18 для регулирования спуска осветленного сусла. Все рукоятки управления выведены на общий щиток. Высота слоя сусла в чане не превышает 90см, а процесс охлаждения продолжается не более 2 ч. В течении этого времени температура сусла снижается от 95- до 60 С и происходит осаждение белковых веществ, контроль за охлаждением сусла ведут с помощью термометра 15.
Охлажденное сусло спускают через сусло приемник 11 и кран 18 на вторую ступень охлаждения, а осадок удаляют через кран 16. Чан моют и промывные воды сливают через кран 17 в канализацию.
Белковый отстой с тарелок или отстойных чанов содержит значительное количество сусла. Это сусло отделяют на фильтр- прессах или пропускают через сепаратор, нагревают для стерилизации, охлаждают и добавляют к суслу, поступающему на брожение.
Для сокращения потерь белковый отстой можно возвращать в варочный цех либо сразу после его сбора, либо после предварительного кипячения.
Осветление сусла в гидроциклонном чане. Для отделения грубых взвесей и мелких частиц хмелевой дробины из горячего сусла применяют гидроциклонный чан с круговой циркуляцией сусла. Это чан представляет
собой сосуд цилиндрической формы с конической крышкой и плоским днищем. На обечайке корпуса 8 на расстоянии 900мм от днища приварен входной патрубок 3 для нагнетания сусла. Для увеличения скорости потока патрубок выполнен в виде плавно сужающегося сопла и расположен под углом 30 0 к касательной корпуса
Струя потока направлена так, что внутри чана происходит вращение сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в центре днища, образуя конус. При подаче сусла в чан давление перед патрубком 3 должно быть не менее 0,6 МПа. В том случае , если давление недостаточно и не обеспечивается требуемая для осаждения скорость вращения сусла, производится рециркуляция сусла с помощью насоса при открытых кранах патрубков 2 и 3.Для измерения давления на нагнетательном трубопроводе перед патрубком 3 установлен манометр. После осветления ( примерно 20мин)сусла начинают его откачку насосом, открывая сначала кран патрубка 4, а затем по мере снижения уровня- краны патрубков 2 и1.
Внутри чана к днищу на расстоянии 200мм от обечайки приварена реборда в виде изогнутой полосы( на рисунке не показана),предотвращающая попадание мути в трубопровод во время слива осветленного сусла. Удаление мутного сусла производят насосом при открытом кране патрубка 13.
Размыв осадка производят водой, падаваемой к размывателю 11. На крышке чана приварены пароотводящий патрубок 5, патрубок 7 с моющей головкой для смыва осадка и мойки чана и осветитель 6. Удаление осадка производят через кран патрубка 12. Люк 10 предназначен для технического обслуживания чана. На корпусе расположен указатель уровня сусла 9, состоящий из стеклянной трубки, линейки и трехходового крана.
Достоинством гидроциклонного чана является стерильность процесса, так как в аппарат поступает горячее сусло и выходит из него с температурой 90С.
Осветление сусла в сепараторе.
Пивное сусло хорошо осветляется в центробежном сепараторе. При использовании сепаратора исключается использование отстойных чанов и пресса для извлечения сусла из отстоя, обеспечивается стерильность процесса и хорошая прозрачность. Кроме того, происходит ускорение процесса осветления сусла, сокращаются потери экстракта с отстоем.
Для осветления пивного сусла применяют сепараторы, барабаны которых снабжены коническими тарелками. Однако во избежание частых остановок для удаления осадка эти сепараторы сконструированы саморазгружающимися с автоматической пульсирующей центробежной выгрузкой осадка. В этих сепараторах осадок, накапливающийся в грязевом пространстве, периодически выбрасывается через разгрузочные щели, вращение барабана при разгрузке не прекращается. Такие сепараторы имеют подвижное дно, управляемое программным устройством. Изготовляют такие сепараторы в полузакрытом исполнении. Осветленная жидкость выходит из сепаратора под давлением центробежной силы, а неосветленная суспензия подается в сепаратор под атмосферным давлением.
Охлаждение сусла в трубчатых теплообменниках. Трубчатые теплообменники (открытый оросительный холодильник и закрытый теплообменник типа «труба в трубе») используют на второй стадии охлаждения сусла, которое поступает из холодильной тарелки или отстойного чана. Охлаждение сусла от 60С до 5-7С проводят быстро во избежание развития посторонних микроорганизмов.
Открытый оросительный холодильник представляет собой плоский вертикальный змеевик из горизонтальных труб, спаянных между собой в местах соприкосновения и образующих сплошную поверхность охлаждения. Холодильник разделен на две секции: верхнюю и нижнюю. В верхней секции по трубам циркулирует водопроводная вода, в нижней- охлажденная вода или рассол. Охлаждающие жидкости подают снизу вверх.
Горячее сусло поступает сверху в распределительный желоб оросительного холодильника, установленный над трубами, стекает тонким слоем по поверхности труб с обеих сторон, охлаждается и через нижний сборный желоб направляется в цех брожения. На поверхности верхней секции сусло охлаждается до 20С, нижней секции- от 20С до 5-7С.
Все поверхности, соприкасающиеся с суслом и выполненные из меди, покрыты слоем полуды из пищевого олова.
Эффект охлаждения сусла в оросительном холодильнике повышается за счет испарения воды при стекании сусла по открытой поверхности оросительного холодильника.
Закрытый холодильник типа « труба в трубе» состоит из горизонтальных труб, соединенных между собой последовательно. Внутренние трубы выполнены из меди, наружные- стальные. По внутренним трубам течет сусло, а в межтрубном пространстве в противоположном направлении охлаждающая жидкость. Закрытый холодильник, как и оросительный имеет две секции: верхняя охлаждается водопроводной водой, нижняя — охлажденной водой или рассолом.
Охлаждение сусла в пластинчатом теплообменнике. Широкое распространение получил способ охлаждения сусла в пластинчатых теплообменниках, состоящих из тонких штампованных стальных пластин, устанавливаемых на двух горизонтальных штангах. Пластины сжимаются посредством двух плит и стяжных винтов таким образом, чтобы между ними образовалось узкое пространство, по которому протекает жидкость. По периферии пластин и вокруг отверстий для прохода жидкости наклеен резиновый уплотнитель. Пластины собираются в пакет таким образом, чтобы в зазоре между первой и второй пластиной перемещалось сусло, а между второй и третьей- охлаждающая жидкость. Т.е. потоки сусла и охлаждающей жидкости должны чередоваться. Для увеличения поверхности теплопередачи поверхность пластин делают рифленой.
Большая теплоотдача и малые габариты делают этот способ охлаждения высокоэффективным. Герметичность конструкции обеспечивает безопасность от инфицирования сусла на стадии охлаждения. Теплообменники легко разбираются поэтому удобны в эксплуатации.
Сравнительная оценка способов осветления и охлаждения сусла.
Охлаждение сусла на холодильных тарелках требует больших производственных площадей, имеется опасность инфицирования сусла, однако в них более полно по сравнению с отстойными чанами выделяются высокомолекулярные белки и дубильные вещества, что облегчает дальнейший производственный процесс и улучшает вкус готового пива.
Применение отстойных чанов дает возможность экономить производственные площади, уменьшает опасность инфицирования сусла. Но в отстойном чане хуже осаждаются взвеси, чем в холодильной тарелке.
Использование гидроциклонных чанов облегчает и ускоряет процесс осветления сусла и дает возможность применять молотый брикетированный хмель.
Пластинчатые теплообменники являются наиболее совершенными аппаратами для охлаждения пивного сусла, они имеют большую поверхность теплопередачи и малые габариты. Конструкция теплообменника дает возможность изменить схему движения потока продукта и теплоносителя и в одном теплообменнике иметь секции различного назначения: для нагревания, охлаждения, регенерации тепла. Пластинчатые теплообменники легко разбираются, что дает возможность проводить тщательную очистку всех элементов. недостатком является довольно малый срок службы резиновых уплотнителей.
Противоточные трубчатые теплообменники имеют низкий коэффициент теплопередачи, а при охлаждении на оросительных холодильниках сусло соприкасается с воздухом, и поэтому велика возможность его инфицирования.
Показатели качества сусла.
для приготовления различных сортов пива качество приготовленного для брожения первоначального сусла должно отвечать определенным требованиям. Показатели качества сусла для наиболее распространенных сортов пива приведены в таблице
массовая доля сухих веществ, %
кислотность, мл 1н. щелочи на 100г мл сусла.
Источник
