Охлаждение пива восемью разными методами

Тепло – естественный результат процесса брожения. Лагерное пиво надо охлаждать, этого требует технология. Кроме того, температуру сырья на этапе холодной выдержки следует довести до – 1 … – 2 град С. При изготовлении пива в ЦКТ (цилиндро-конических танках, рис. 1 и 2) могут применяться разные способы удаления калорий.

Охлаждение

Суммарное количество «лишнего» тепла состоит из нескольких слагаемых. В него входят:

• Энтальпия. Это энергия процесса, доступная для превращения в тепло. В данном случае – калории, получаемые во время брожения.
• Теплота жидкости. Температуру содержимого ЦКТ, то есть, еще не совсем готового пива, надо просто понизить до определенного значения.
• Потоки тепловой энергии из окружающей среды.

Если выразить перечисленные выше элементы в килоджоулях, то получится следующая картина.

Рис. 2 Рис. 1

Энтальпия

В процессе сбраживания, на каждый килограмм экстракта образуется тепло, количественно равное 587 кДж. Это равняется 140 ккал, что соответствует 0,16 кВт * час.

Если в начале процесса экстрактивность сусла составляет 11,5-12%, а КСС (конечная степень сбраживания) принимается в пределах 75-85%, то удельный вес экстракта, вступившего в реакцию, будет от 7,0 до 8,3 кг/гл.

При средних значениях первичной экстрактивности, можно принять, что на каждый гектолитр сырья образуется от 4300 до 4600 кДж тепла.

Охлаждение жидкости

Если перед стадией холодной выдержки пиво находится при температуре 9 град С, то его температуру надо понизить на 10 градусов, т.е., довести до – 1 град С. Для этого с каждого гектолитра придется отвести 4200 кДж. Легко заметить, что в данном случае потребуется количество холода, сравнимое с предыдущим пунктом.

Теплообмен с атмосферой

Потери холода в атмосферу происходят из-за конвекции либо излучения. Их сводят к минимуму – ставят емкость в здании и изолируют ее. Лучшим материалом считается десяти- или пятнадцатисантиметровый слой вспененного полиуретана. Но, чтобы полностью устранить этот компонент, на 1 гл сусла надо подать от 8600 до 9000 кДж холода.

Сложность заключается в неравномерном возникновении теплоты, из-за чего отводить калории приходится таким же комбинированным образом.

Больше всего холода надо подать в течение первых суток — двух после этапа основного брожения.

Виды охлаждения пива в ЦКТ

Рис. 3

На предприятиях по пивоварению, для производства холода, почти во всех случаях используются компрессорные установки. Абсорбционные применяются намного реже.

При изготовлении напитка в цилиндроконических емкостях, выделяют две принципиально разные охлаждающие технологии. Хладагент — обычно NH3 (аммиак, рис. 3), потому что использование фреонов ограничено законодательством. NH3 очень эффективен, поскольку испаряется при – 70 град С.

Хладоноситель – чаще всего гликоль.

Способы, в которых предусматривается наличие ледяной воды, не подходят в принципе, так как ее температура не может опуститься ниже 0 град С, а для пива, как было сказано ранее, требуется -1 или -2 град С, плюс, учитывая потери, необходимо 2 – 3 градуса превышения.

Прямое

В случае прямого понижения температуры пива, аммиак подается в испаритель (полую пластину или трубки), где он переходит в газообразное состояние, с поглощением тепла. То есть, испарение хладагента является непосредственной причиной охлаждения пива.

Преимущества (по сравнению с косвенным):

• Этот способ более выгодный. Для производства того же количества холода, расходуется на 15 – 30% меньше электроэнергии. Компрессор можно ставить менее мощный, что положительно сказывается на его эффективности и надежности. Температуру испарения — задать более высокую, -5 или -6 град С, вместо – 10 град С, что тоже благоприятно сказывается на безаварийной работе агрегата.
• Не требуется промежуточное оборудование. Трубы для хладагента нужны более тонкие, длина их — меньше. Как следствие – проще монтаж, ниже затраты на теплоизоляцию.
• Диапазон температур испарения хладагента шире – управление процессом более гибкое, контроль температуры точнее. Дрожжи не получают термошок, что очень важно с точки зрения технологии.

Недостатки:

• Аммиак – это сильный яд. А в любой компрессорно-конденсаторной системе всегда присутствует опасность утечки хладагента. Соединяясь с СО2 (углекислотой), NH3 взрывается, с образованием большого количества тепла. На производствах надо принимать усиленные меры безопасности.
• В холодильных рубашках держится повышенное рабочее давление (основная причина возможной утечки NH3).
• Не постоянная температура испарения.
• Накопить холод, для его использования в часы пик, невозможно.
• В промышленных условиях, требуется большое количество хладагента. Аммиак должен присутствовать во всей системе, что также является фактором повышенной опасности.

Косвенное

Система охлаждения пива с промежуточным этапом заключается в том, что, в результате испарения хладагента (аммиака), сначала понижается температура хладоносителя. В качестве последнего используют обычно этилен – или пропиленгликоль, иногда – спирт либо этанол.

Затем хладоноситель перекачивается в пластины или трубки, через которые он уже непосредственно воздействует на сырье.

С учетом того, что пиво не может иметь температуру ниже – 2 град С (при меньшей оно начинает замерзать), хладоноситель следует остудить до минус 5 – 6 град С, так как, в процессе сбора в накопителе и по пути к бродильному чану, эта разница исчезает.

Достоинства

• Гликоль в пластинах / трубках не испаряется. По этой причине, давление в системе будет намного меньше, чем в установках прямого охлаждения. А значит, сводится к минимуму вероятность утечки. Процесс получается более безопасным.
• Конструкция требует намного меньше хладагента NH3.
• Нагрузка на компрессор равномерная, температурный диапазон небольшой. Это увеличивает продолжительность работы оборудования.
• Благодаря тому, что в системе есть накопитель, установку можно на время отключать, что полезно в часы пиковых нагрузок, т.к. она весьма энергоемкая.

Недостатки

• Значительное потребление энергии.
• Надо ставить компрессор для аммиака большей мощности, чем при прямом охлаждении.
• Нужны трубы более крупного диаметра и больше арматуры.

Типы конструкционных решений

Орошение ЦКТ

В пивоварении практически не используется.

Охлаждение во внешнем контуре

Это один их двух основных методов охлаждения пива в ЦКТ. Его применяют с начала 70-х годов. Суть заключается в том, что сусло берется из конуса, т.е. снизу, и отправляется на охлаждение в пластинчатый теплообменник, который расположен отдельно от танка. Обратно его подают в верхнюю часть, на метр — полтора ниже зеркала пивной жидкости.

Преимущества данного способа в том, что сусло интенсивно перемешивается. Поэтому клетки дрожжей постоянно в движении. Продолжительность брожения становится меньше, рабочий цикл – сокращается. В конце этапа сусло отбирают сверху, чтобы дрожжи опустились вниз. Пивное сырье характеризуется высокой степенью гомогенности (однородности).

Теплообменники

Рис. 4

В качестве наружных теплообменников обычно применяются т.н. пластины Мюллера или термопластины (рис. 4). Второй вариант – стандартные трубчатые охладители (рис. 5 и 6).

Пластины Мюллера внешне похожи на стеганые матрацы. Изготавливаются они следующим образом. Два листа легированной стали (наружный – более тонкий) свариваются между собой по периметру, с оставлением отверстий для входа-выхода жидкости, а также точечно, во многих местах, обычно в шахматном порядке.

Затем внутрь, под большим давлением, закачивается инертный газ, из-за чего наружный лист «раздувается», будучи и далее соединенным с внутренним в местах сварки, и приобретает изогнутую форму.

Внутри образуется единое пространство, в котором хладагент или хладоноситель совершает турбулентное движение, что обеспечивает качественную теплопередачу.

Рис. 6 Рис. 5

Главным достоинством такой технологии являются относительно низкие затраты на приобретение оборудования. Важно и то, что размер поверхности охлаждения не зависит от наружного диаметра ЦКТ.

Есть возможность максимально точного поддержания заданной температуры и, при необходимости, быстрой ее корректировки. ЦКТ в области конуса охлаждается изнутри, что повышает эффективность процесса.

Пробы сусла берутся легко и просто.

Недостатки – на работу насоса, который обеспечивает циркуляцию сырья, уходит много электроэнергии. Также немало стоит СИП промывка.

Охлаждающие рубашки

Рис. 7

Этот метод понижения температуры содержимого ЦКТ является наиболее старым и проверенным. На сегодняшний день он – самый распространенный. В системах данного типа применяются трубки сегментные или профильные (обычно прямоугольные). Если в качестве хладагента используется аммиак, то охладитель для ЦКТ тщательно проверяется, потому что его элементы должны выдерживать давление испарения NH3, равное 11,6 бар.

Сегментная рубашка делается из трубы, разрезанной вдоль. Полученная «полутруба» навивается плоской стороной, с приваркой, на обечайку ЦКТ снаружи. Прочность получается достаточная, так же, как и теплообмен.

Сверху канал для хладагента закрывается теплоизоляцией. В настоящее время, вместо трубы, приваривают лазером рубашку из профилированного штампованного листа, с параллельно соединенными внутренними каналами, или из двух точечно сваренных листов.

Это более экономичный вариант.

Рис. 8

Конструкция рубашки должна обеспечивать максимальный обмен калориями на минимальной площади. Площадь поверхности охлаждения прямо пропорциональна диаметру ЦКТ. Чем больше последний параметр, тем дольше понижается температура содержимого танка. Оптимального соотношения диаметра к высоте сооружения пока не найдено.

Оно принимается в диапазоне 1:2 ,,, 1:6, причем, каждый производитель делает по-своему и считает, что прав только он. Замечено, что чем меньше указанное соотношение, тем энергичнее двигаются потоки в сусле, тем эффективнее охлаждение всей массы. Чем оно больше, тем более увеличивается общая площадь обечайки, на которой можно разместить рубашки.

Время цикла сокращается, уменьшается цена емкости и стоимость транспортировки.

Главный плюс ЦКТ с рубашкой охлаждения — реализация индивидуального температурного режима. Регулирование нагрева/охлаждения двухэтапное, т.е., более дешевое. Основные минусы: теплообменная поверхность ограничена, а стоимость рубашек довольно высокая. На них приходится до 30% цены полностью оборудованного танка.

На ЦКТ небольших объемов могут ставиться рубашки в виде кожуха из термопластины с точечной сваркой (рис. 7). На крупные – полосы такого же типа (рис. 8).

Схема применения рубашек с учетом температурного расслоения напитка

Рис. 10 Рис. 9

На обечайке ставится от 1 до 5 рубашек (обычно 2 или 3, рис 9 и 10). Еще одна располагается на конусе. Каждая из них подключена к системе отдельно. Подобная схема принята для того, чтобы можно было регулировать режим охлаждения молодого пива и обеспечивать динамичную циркуляцию жидкости. С физико-технологической точки зрения, процесс выглядит следующим образом.

На этапе интенсивного брожения, в основном, из-за подъема углекислого газа, пиво интенсивно перемешивается. При этом, более теплая часть сырья (+ 10 град С) поднимается вверх. А холодная (+ 4 град С) опускается в конус (рис. 11, а).

На этой стадии процесса, используя три рубашки на обечайке, можно включить на полную охлаждающую мощность верхнюю, и на половинную – среднюю. Калории, таким образом, забираются у самых теплых слоев, которые, охладившись, устремляются вниз. А нижние поднимаются вверх, к включенным рубашкам.

В итоге, переносящие тепло конвекционные потоки стабилизируются, эффективность охлаждения повышается.

Рис. 11

На этапе холодной (лагерной) выдержки, общая температура напитка понижается. В зависимости от принятого стандарта, она достигает значения -1 град С либо – 2 град С. И здесь тоже виртуальный термометр, опущенный на разную глубину, показал бы различные цифры. Наверху, в самом деле, было бы минус один. А в конусе – плюс 2,5 град С (рис. 11, б).

Причина в том, что пиво становится наиболее плотным (а значит, и самым тяжелым) именно при + 2,5 град С. Поэтому оно и опускается вниз. (Говоря точнее, температура максимальной плотности напитка зависит от экстрактивности пива. При среднем значении – это плюс 2,5 град С. Если содержание экстракта высокое, например, как для Bockbier, то будет плюс 1 град С.

При небольшом – плюс 3 град С. Такая температура называется критической, потому что, при ее достижении, происходит инверсия (перераспределение) конвекционных потоков. Бывают случаи, когда движение слоев вообще останавливается, с образованием льда вверху (для устранения, снизу продувают углекислотой). Последнее недопустимо, т.к.

лед значительно ухудшает вкусовые качества).

Еще один фактор, который надо учитывать на этапе холодной выдержки, заключается в работе дрожжей. Находясь в конусе при + 2,5 град С, они сохраняют активность. А питательных веществ уже нет. В итоге запускается процесс автолиза (саморазрушения).

Дрожжи начинают переваривать резервные углеводы (маннан, гликоген) и прочие внутренние вещества. Нарушается метаболизм, клеточная стенка распадается. Ферменты, белки и прочее содержимое цитозоля неторопливо растворяются в пиве. В результате, снижается биологическая устойчивость напитка и повышается его рН.

Серьезно ухудшается вкус, падает вкусовая стабильность.

На данной стадии целесообразно выключить все рубашки на обечайке и запустить на полную мощность охлаждающую трубу на конусе (для лагерных ЦКТ это обязательно). Это позволит избежать выхода на критические значения температуры жидкости, а дрожжи останутся в спящем состоянии. Они будут живыми, но с нулевой активностью.

Если сейчас подать в нижнюю часть емкости хладоноситель минус 4 град С (что приемлемо для обечайки), то снизится ли температура пива на данном участке – еще неизвестно.

А вот то, что дрожжи заморозятся, так это наверняка. Поэтому в рубашку заливают гликоль при 0 град С.

Неохлаждаемые ЦКТ

Иногда применяются схемы без индивидуального охлаждения. Для решения вопроса перегрева, просто понижается температура в том помещении, где они установлены.

Не смотря на то, что в данном случае отвод тепла при брожении проблематичен, вариант имеет право на жизнь, за счет низкой себестоимости емкостей и небольших размеров оборудования.

Кроме того, полностью исключается температурный шок.

Для разделения дрожжей и пива подходит обычный сепаратор. Если охлаждение получается недостаточным, дополнительно используют стандартный внешний теплообменник.

Заключение

Рис. 12

Применение для варки пива танков с конусообразной нижней частью — это современно, технологично и очень удобно. ЦКТ с охлаждением (рис. 12) дает возможность управлять процессами и добиваться прекрасных результатов.

Источник: https://www.russkayaferma.ru/stati/osobennosti_okhlazhdeniya_v_emkostyakh_tskt/

Пивовар и пивоварение.Приготовление пивного сусла.Охлажение и осветление пивного сусла

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.

    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.

    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 — 40м2 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.

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 300 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.

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.

   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.

    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

пиво	массовая доля сухих веществ, %	кислотность, мл 1н. щелочи на 100г мл сусла.	цветность, мл 0,1н. йода на 100мл воды.
Жигулевское	11,0	1,5-2,5	0,8-2,0
Рижское	12,0	1,7-2,6	0,5-1,0
Московское	13,0	1,8-2,8	0,5-1,0
Ленинградское	20,0	2,8-4,5	1,0-2,5
Украинское	13,0	1,8-2,8	4,0-8,0
Мартовское	14,0	2,1-3,3	4,0-6,0

   Состав экстракта сусла (в % к массе сухих веществ) следующий: сырая мальтоза 60-70, декстрины -15-26, сахароза- 2-8, пентозаны- 3-4, азотистые вещества -3-6, минеральные вещества -1,5-2.

                             ****************************************

 Выход.       Выход в оглавление.  Следующая страница.  Предыдущая страница

Источник: http://beermaster1.narod.ru/34.htm

Стопарик — Путь пивовара. Часть 9. Охлаждение сусла после кипячения

Пивовары, давайте поговорим об охлаждении сусла после кипячения. Существует несколько способов, как это сделать. Поскольку мы часто сталкиваемся с множеством ошибок в этом вопросе, остановимся на нем подробнее.

Домашние пивовары часто впадают в крайности, например, одни просто оставляют горячее сусло остывать самостоятельно на ночь, а потом на утро сливают в бродильный бак, другие охлаждают сусло разбавлением его ледяной водой.

Оба эти способа абсолютно не приемлемы, потому как при охлаждении сусла нам необходимо соблюсти два правила: первое — сделать это как можно быстрее, второе — не допустить контакта нашего остывающего сусла с окружающим миром, дабы не заразить его дикими дрожжами и бактериями.

Прежде чем выбрать для себя оптимальный способ охлаждения сусла, давайте сначала разберёмся, для чего нам нужно обращать пристальное внимание на дезинфекцию и скорость охлаждения.

Во время кипячения сусла все живые организмы, которые могли бы испортить наше пиво и которые могут находиться на нашем варочном котле или чиллере, погибают от высокой температуры, но, как только температура нашего сусла во время охлаждения падает до 60 градусов и ниже, это и есть самый опасный момент с точки зрения дезинфекции.

В это время мы можем запросто заразить наше сусло, поэтому необходимо исключить его контакт с окружающим миром в этот период, а также сделать процесс охлаждения максимально быстрым.

Быстрое охлаждение не только помогает нам в дезинфекции, но и положительно влияет на вкус нашего будущего пива.

Во время кипячения сусла происходит активное выделение диметилсульфида, который пагубно сказывается на вкусе и аромате нашего пива.

При кипячении он испаряется вместе с паром (варочный котёл во время кипячения накрывать крышкой нельзя!), но и в горячем сусле он продолжает выделяться, поэтому нам необходимо как можно скорее остудить наше сусло, чтобы уменьшить количество его выделения.

Влияние диметилсульфида на пиво считается его дефектом и проявляется на вкус и аромат похожий на сладкую консервированную кукурузу. Чем дольше охлаждается пиво, тем больше этого вещества остаётся в пиве.

Быстрое охлаждение помогает выделить из нашего сусла больше частиц протеина и танина, которые свяжутся между собой и осядут на дно, позволив нам осуществить ещё одну задачу — сделать пиво наиболее прозрачным.

Чем быстрее и сильнее охладить наше сусло, тем больше бруха осядет на дно, и тем более прозрачным будет наше пиво.

Таким образом, быстрое охлаждение сусла влияет на ряд важных моментов: снижает риск заражения сусла, положительно влияет на вкус и прозрачность нашего будущего пива.

Теперь давайте разберёмся, как это сделать в домашних условиях. Есть несколько основных способов. Первый — это поставить наш варочный котёл в ледяную ванну и постоянно помешивать сусло.

Я считаю, что этот способ может подойти к небольшим варочникам, поскольку таскать 25-50 литров кипятка довольно сомнительное занятие, к тому же при таком способе охлаждения мы потратим около 45-60 минут, что много.

Второй способ — это чиллер. Охлаждение погружённым чиллером займёт у вас около 20-30 минут, что в домашних условиях достаточно хорошо. Чиллер погружается в кипящее сусло на 10 минут для дезинфекции, а затем охлаждает наше сусло, так сказать, изнутри.

Третьим способом я бы выделил проточный охладитель, который способен охладить наше пиво минут за 10-15 в зависимости от количества пластин и температуры воды. Работает он очень просто.

За счёт этого происходит хороший теплообмен и охлаждение происходит очень быстро.

Пользуясь одним из этих способов охлаждения, вы сможете в домашних условиях достаточно просто и эффективно охлаждать сусло. Можете также воспользоваться своим методом охлаждения, но не забывайте правила: быстро и чисто!

Источник: https://xn--80aqgnfhdi.xn--p1ai/news/news-28

Жаркие варки

Столетиями варка пива зависела от времени года. Пиво варилось холодными месяцами и хранилось в подвалах. Летом же варки не проводились, так как пивовары не могли управлять температурой брожения.

Многие домашние пивовары всё так же варят своё пиво в удобный по температуре сезон. Однако, в этой вынужденной мере сейчас нет необходимости. Я живу в Техасе, варю пиво круглый год.

Я покажу вам, как победить жаркое время года.

Проблемы при варке пива на жаре

Существует две проблемы для варок при жаркой погоде: поддержание прохладной температуры брожения и охлаждение сусла после кипячения. Если у вас жарко и нет кондиционера, то придется ограничиться варкой ограниченных числа сортов эля.

Высокая температура ферментации ведёт к образованию эфиров, веществ ответственных за излишне резкий фруктовый аромат в пиве. Кроме того, брожение при высоких температурах способствует образованию сивушных масел, спиртов с большим числом атомов углерода, чем в этаноле.

От этого нет спасения иначе чем управлять температурой брожения, благо сейчас найдётся не мало способов для этого. Охлаждение сусла после кипячения самая простая задача.

Охлаждение сусла в жаркую погоду

Для зерновых пивоваров и тех приверженцев экстрактов, что кипятят сусло, его охлаждение может стать настоящей проблемой. Водопроводная вода может быть теплее чем в зимнее время и её температуры не хватит для достаточного охлаждения сусла при задаче дрожжей.

Обычно вы можете охладить ваше сусло до температуры на 5°С выше температуры вашей водопроводной воды. Высокая температура сусла может вызвать шок или даже гибель дрожжей. Для большинства элевых дрожжей температура сусла должна быть ниже 32°С.

Пивовары охлаждают сусло по-разному. Кто-то опускает варочный бак в ванну, кто-то использует погружной или противоточный охладитель. В любом случае, чем холоднее вода, тем холоднее будет ваше сусло.

Если вы охлаждаете сусло в ванне, добавляя лёд, то сможете охладить сусло до температура на 5 °С градусов ниже температуры воды. При использовании погружного чиллера можно использовать дополнительный охладитель, которые будет погружён в таз со льдом и водой.

Лёд стоит добавить уже после того как произойдёт основное охлаждение спустя 5-10 минут, в этом случае он будет более эффективно использован.

Используя погружной охладитель, аккуратно вращайте его по кругу, сусло будет быстрее охлаждаться, лучше перемешиваясь.

Не перестарайтесь, так можно получить горячее окисление сусла, оно идёт при температурах выше 30° C.

Сусло, которое подверглось горячей аэрация (окислению), может стать причиной плохого хранения, нестабильности пива. Не оставляйте охлаждённое сусло открытым, это может стать причиной заражения.

С противоточным охладителем лёд должен постоянно охлаждать предварительный охладитель. Можно регулировать скорость течения сусла для достижения нужной температуры.
Охлаждения сусла быстро и эффективно не вызывает чрезмерных усилий в жаркую погоду. Лёд и дополнительный охладитель отлично справляются с этой задачей. В общем самая простая задача решена.

Управление процессом брожения

Условия брожения

Температура 
Описание 

> 27°C	Не рекомендуется для большинства штаммов пивных дрожжей
24-27°C	Большинство элевых штаммов вырабатывает много эфиров
22-24°C	Можно получать весьма чистое пиво с правильно подобранными штаммами дрожжей
20-22°C	Стандартная температура брожения
15-20°C	Температура ферментации некоторых элей, например Шотландских
13-16°C	Верхняя температура брожения лагеров
7-12°C	Стандартная температура брожения лагеров

Из таблицы видно, что нормальная температура брожения элей 22-24°C. Лагеры требуют прохладно ферментации между 7°C и 12°C. Вне этих температур дрожжи буду вырабатывать повышенное количество эфиров и сивушных масел.

Эфиры добавляют фруктовый аромат пиву. Это важная часть ароматического профиля для многих стилей пива. Например, в IPA должны присутствовать фруктовые нотки. При повышении температуры брожения эфирный тон становится чрезмерным, нарушая гармоничность напитка. Так при тёплом брожении пиво может иметь сильный аромат банана, что для многих любителей напитка покажется недопустимым.

Сивушные масла — одноатомные насыщенные спирты C3-C9, из которых главным компонентом является изоамиловый спирт, в состав также входят изобутиловый спирт и пропиловый спирт и в незначительных количествах высшие спирты, а также алифатические альдегиды, жирные кислоты и фурфурол. Основное отличие от этанола – наличие лишнего атома углерода. Низкое содержание этих спиртов допустимо в плотных сортах пива. В остальных стилях они не желательны. Повышенное содержание сивушных масел может причинить серьёзный вред здоровью.

Высокотехнологичные ферментеры

В домашнем пивоварении используется всё больше технических новинок. При желании можно потратить 800 долларов на приобретение ЦКТ с встроенной системой охлаждения. Такие ферментеры позволят поддерживать нужную температуре всё лето.

На эти ЦКТ одеты охлаждающие пояса, такие же и на их старших собратьях в пивоварнях. Носителем может быть гликоль, охлаждение может быть выполнено также и на элементах Пельтье. Это всё недешёвое удовольствие, но вы сможете выбирать практически любую температуру для брожения.

Это позволит варить любые стили, не завися от погоды, включая лагеры. Некоторые системы охлаждения позволяют выставлять целые температурные программы.

Для лагеров это может постепенное понижение температуры, и временное повышение в конце ферментации для проведения диацетильной паузы.

Брожение в холодильнике

Температура при брожении повышается, так что температура ферментации может быть температуры воздуха в холодильнике. При переносе ферментера в холодильник жидкость из гидрозавтора может попасть внутрь. Наливайте немного жидкости (лучше всего водку) пока сусло не охладиться, либо убирайте гидрозатвор, заткнув отверстие ваткой, смоченной в спирте.

Однокамерный пивоваренный холодильник

Если у вас остался старый однокамерный холодильник со старых времён, его можно переоборудовать для охлаждения вашего пива. Для этого придется сделать дополнительную камеру. Без дополнительного термостата тоже не обойтись.

Вы просто открываете дверку холодильники и сооружаете вокруг ферментера коробку. Это может быть простой деревянный каркас, обшитый изолоном, либо плиты из пенопласта.

Такой способ хорош для сбраживания элей, однако для лагеров мощности холодильника может не хватить.

«Футболочный» метод

Если у вас нет возможности использовать холодильник, есть простой способ охладить ферментер. Оденьте мокрую футболку на бродильную ёмкость, вода будет испаряться, охлаждая бродящее сусло.

Можно так же поместить ферментер в бак с водой так, чтобы края футболки были в воде. Футболку можно поливать при помощи стакана или задействовать помпу, скажем из-под садового фонтанчика. Улучшить эффективность охлаждения можно при помощи вентилятора.

Также можно использовать лёд. Эти меры позволяют уменьшить температуру на 3-9°C.

Пивоварение при высоких температурах

Бывает так, что вы не можете избежать тёплого брожения. Во времена своего студенчества я жил в квартире без кондиционера, а денег на дополнительный холодильник не было. Так что я часто варил пиво при температуре в 27°С градусов. От варок при более высоких температурах я воздерживался, не хотел употреблять много сивушных масел.

«Чистые» штаммы дрожжей

Название

White Labs WLP001 California Ale Yeast

White Labs WLP008 East Coast Ale Yeast

Wyeast 1099 Whitbread Ale Yeast

Wyeast 1332 Northwest Ale Yeast

Wyeast 1335 British Ale Yeast II

Некоторые штаммы производят очень мало эфиров, их обычно называют чистыми. Дрожжи, что производят много эфиров называют фруктовыми. Для брожения при высокой температуре выбирайте чистые штамм дрожжей. При высоких температурах эти дрожжи сбраживают более фруктовое пиво, чем в нормальных условиях. Но всё равно, даже при высокой температуре можно получить отличное пиво с эфирным ароматом.

Для уменьшения производства эфиров на стадии брожения нужно удвоить дозу задачи дрожжей. Для стартера используйте только осадок. Сусло, сброженное на мешалке при высоких температурах может внести изменения во вкус и аромат пива, ведь стартера будет не литр-полтора, а целых 3.

Обильная аэрация также снижает производство эфиров. Имейте в виду, что низкая температура сусла способствует лучшему растворению кислорода.

И наконец, дрожжи производят меньше эфиров при сбраживании сусла низкой и средней плотности. Кроме того, при брожении легкого сусла выделяется меньше тепла.

Чистые штаммы дрожжей, стартер с двойным содержанием живых клеток, хорошо аэрированное сусло даст вам возможность получить чистое пиво при температурах до 24°C. Температуры 24°C-27°C дадут слегка фруктовое пиво.

Брожение при температурах выше 27°C может сделать ваше пиво несъедобным. Однако при таких температурах можно варить Бельгийские эли и пшеничное пиво. Фруктовый тон желателен в английских элях.

В портерах и стаутах он не сильно заметен из-за жжёных сортов солода.

При тёплой ферментации нужно быть осторожным с белковым осадком на дне ферментера. Пиво может получить посторонку. По этой причине пиво следует снять с осадка через 3-4 дня. С высокой температурой и большим количеством дрожжей активное брожение займёт всего пару дней.

Бельгийские штаммы дрожжей

Название

White Labs WLP500 Trappist Ale Yeast

White Labs WLP550 Belgian Ale Yeast

White Labs WLP565 Belgian Saison Yeast

Wyeast 1214 Belgian Ale Yeast

Wyeast 1388 Belgian Strong Ale Yeast

Wyeast 1762 Belgian Abbey Yeast II

Wyeast 3787 Trappist High Gravity Ale Yeast

Бельгийские и пшеничные дрожжи обычно хорошо подходят для брожения при высоких температурах. Дейв Логсдон из WYeast о Бельгийских дрожжах: “При повышенных температурах брожения обычные пивные дрожжи производят много сивушных масла. Однако бельгийские, пшеничные и винные дрожжи сохраняют низкий уровень сивушных масел”

Пшеничные штаммы дрожжей

Название

White Labs WLP300 Hefeweizen Yeast

White Labs WLP380 Hefeweizen IV Yeast

Wyeast 3333 German Wheat Yeast

Wyeast 3638 Bavarian Wheat Yeast

Крис Вайт хвалит свои WLP001, утверждая, что они сбраживают чисто и при 27°С. A WLP008 используется при сбраживания пива в Тайване на одной из пивоварен при 32°С, отмечается, что у пива сохраняется хороший аромат.

Источник: http://www.homebrewer.ru/node/31