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