Uchebnoe posobie Osnovy tekhnologii produktov b..

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ











Л.В. Пермякова, Т.Ф. Киселёва

ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАСЛИ
Основы производства продуктов брожения


Учебное пособие

Для студентов вузов



















Кемерово 2005
УДК 663.15 (075)
ББК 36.87я7
П27
Рецензенты:
А.В. Крупин, канд. техн. наук, генеральный директор
ООО «Ликеро-водочный завод «Кузбасс»;
И.Л. Федюшкина, главный технолог ООО ЛВЗ «ОША»

Рекомендовано редакционно-издательским советом
Кемеровского технологического института
пищевой промышленности


Пермякова Л.В., Киселева Т.Ф.
П27 Технология отрасли. Основы производства продуктов брожения : учебное пособие. - / Л.В. Пермякова, Т.Ф. Киселева; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2005. - 136 с.
Іµ
·
· 5-89289-359-6


Кратко рассмотрены основные производства, относящиеся к бродильной промышленности.
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 270500 «Технология бродильных производств и виноделие».


УДК 663.15 (075)
ББК 36.87я7

Іµ
·
· 5-89289-359-6














© КемТИПП, 2005
© Л.В. Пермякова, Т.Ф. Киселева, 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие .
4

Глава 1. Производство солода
5

Контрольные вопросы .
16

Глава 2. Производство этилового спирта ..
17

2.1. Получение спирта из пищевого сырья ..
17

2.1.1. Технология спирта из зерно-картофельного сырья ...
17

Контрольные вопросы
37

2.1.2. Производство спирта из мелассы
38

Контрольные вопросы
41

2.2. Производство спирта из непищевого сырья .
41

2.2.1. Получение спирта из древесины ..
41

Контрольные вопросы
46

2.2.2. Производство спирта из сульфитных щелоков ..
46

Контрольные вопросы ....
49

Глава 3. Производство пива
50

Контрольные вопросы .
64

Глава 4. Производство хлебопекарных дрожжей .....
65

Контрольные вопросы .
75

Глава 5. Производство виноградных вин ..
76

5.1. Общая технология производства вин
76

Контрольные вопросы ...
85

5.2. Особенности производства отдельных типов вин ...
86

Контрольные вопросы ...
98

5.3. Производство плодовых вин .
98

Контрольные вопросы ...
102

Глава 6. Производство крепких алкогольных напитков ..
103

6.1. Технология коньяка
103

Контрольные вопросы ...
109

6.2. Производство водки
110

Контрольные вопросы ...
113

6.3. Производство ликеро-водочных изделий ....
113

Контрольные вопросы ...
118

Глава 7. Производство безалкогольных напитков
119

Контрольные вопросы .
122

Глава 8. Производство кваса ...
123

Контрольные вопросы .
126

Глава 9. Минеральные воды
127

Контрольные вопросы .
129

Вопросы для самоподготовки .
130

Библиографический список
134



ПРЕДИСЛОВИЕ


Курс «Технология отрасли» является одним из основных в блоке дисциплин по специальности 270500 «Технология бродильных производств и виноделие». При изучении данной дисциплины студенты получают знания в области технологии солода, пива, безалкогольных напитков, спирта, вина, крепких алкогольных напитков, хлебопекарных дрожжей с учетом экономической целесообразности и технической возможности осуществления отдельных стадий приготовления этих продуктов.
Для всех бродильных отраслей основным и общим процессом является процесс брожения, осуществляемый различными видами микроорганизмов: дрожжами, бактериями, плесневыми грибами. В первой части дисциплины «Технология отрасли» рассматриваются производства, основанные на использовании жизнедеятельности дрожжей, - получение этилового спирта, пива, вина, кваса, выращивание хлебопекарных дрожжей, а кроме того, производство крепких алкогольных и безалкогольных напитков, основным сырьем которых является спирт или полуфабрикаты, содержащие его.



























ГЛАВА 1. ПРОИЗВОДСТВО СОЛОДА

1. Характеристика солода.
2. Очистка и сортировка зерна.
3. Замачивание зерна.
4. Проращивание зерна.
5. Сушка свежепроросшего солода.
6. Особенности получения ржаного солода.
7. Отходы солодовенного производства.


1. Характеристика солода

Солод - зерна злаков, проращенных в искусственных условиях при определенной влажности и температуре.
Процесс получения солода называется солодоращением. В результате зерно превращается в полупродукт - свежепроросший солод.
Основная цель солодоращения - накопление в зерне максимального количества ферментов (амилаз, протеаз, цитаз) и разрыхление эндосперма зерна.
В производстве спирта солод применяют только как источник ферментов для осахаривания крахмала сырья (зерна, картофеля). Поэтому используют свежепроросший солод из различных злаков: ячменя, проса, овса, ржи. Так как свежепроросший солод долго нельзя хранить, то его готовят непосредственно на спиртзаводах в количестве, необходимом для текущей работы.
При производстве пива солод является не только источником ферментов, но и основным сырьем. Используют в пивоварении только сухой ячменный солод, реже пшеничный. Для светлых сортов пива вырабатывают светлый ячменный солод, для темных - темный, карамельный и жженый. Два последних типа солода являются источником красящих и ароматических веществ.
В производстве кваса используют свежепроросший и сухой ржаной солод - ферментированный и неферментированный. Ферментированный ржаной солод - источник красящих и ароматических веществ, неферментированный - содержит ферменты.
Технологическая схема производства солода (рис. 1) состоит из следующих стадий: очистка и сортирование зерна; мойка зерна; замачивание; проращивание; сушка; отделение ростков; выдержка сухого солода.



Рис. 1 Принципиальная технологическая схема производства солода





2. Очистка и сортировка зерна

Поступающее на завод зерно содержит большое количество примесей (сорных и зерновых), которые ухудшают процесс его хранения и солодоращения. Поэтому оно должно подвергаться очистке.
Очистка - процесс отделения от основной зерновой культуры вредных и бесполезных примесей.
При очистке зерно делится на две фракции: основную зерновую культуру и примеси.
Чтобы зерно равномерно замачивалось и проращивалось, его подвергают сортированию, т.е. разделению основной зерновой культуры на фракции по размерам.
При очистке и сортировании используют физические свойства (размер и парусность) зерна и примесей. Зерно имеет три размера: наименьший - толщина, средний - ширина и наибольший - длина.
Парусность - способность частиц уноситься с воздушным потоком. Скорость движения воздуха, при которой происходит парение зерна, называется критической или скоростью витания. Для различных зерновых культур и примесей эта скорость различна, обычно она равна 6-10 м/с. Скорость должна быть больше критической для примесей и меньше критической для основного зерна.
При очистке зерна от примесей, отличающихся от основной зерновой культуры толщиной и шириной, а также аэродинамическими свойствами (парусностью), используют воздушно-ситовой сепаратор (ВСС). Легкие примеси уносятся воздушным потоком, крупные и мелкие примеси отделяются путем просеивания на ситах.
Для удаления металлических примесей предназначен магнитный сепаратор. Металлические примеси могут нарушать работу технологического оборудования.
Для отделения шарообразных примесей, а также примесей, отличающихся от основного зерна по длине, используют триеры. Они имеют ячеистую поверхность. Диаметр ячеек больше длины зерна одного из разделяемых компонентов, но меньше другого. Различают овсюгоотборники и куколеотборники (удаляют соответственно длинное зерно и шарообразные примеси).
Разделение зерна на сорта (1-й, 2-й и 3-й) осуществляется на сортирующих ситах - системе движущихся сит с размером ячеек 2,2 и 2,5 мм. Часть зерновой массы, которая проходит через отверстия сит, называется проходом, остаток на сите - сходом. Первый и второй сорт зерна идет на солодоращение, третий - на корм скоту.
В период массового поступления сырья на завод проводят только первичную очистку зерна на ВСС и магнитных сепараторах для отделения примесей, которые могут влиять на хранение зерна и работу оборудования, после чего зерно поступает на хранение.
Перед подачей в производство зерно подвергается вторичной очистке на ВСС, магнитном сепараторе, триерах и сортирующих ситах.

3. Замачивание зерна

Основная цель замачивания - доведение влажности зерна до определенной величины. Кроме того, при замачивании удаляются примеси, которые остались после очистки, т.е. происходит мойка и дезинфекция.
Чтобы зерно начало прорастать, необходимо повысить его влажность до 30-50 %. Эта влага поступает в зерно при замачивании. Она обеспечивает переход в раствор водорастворимых питательных веществ и перемещение их к зародышу.
Вода поступает в зерно, в основном, через открытый кончик зерна, где оно было прикреплено к колосу. Из-за этого зародыш поглощает больше воды и имеет более высокую влажность, чем остальные части зерна. Меньше всего влажность в эндосперме.
Поглощение воды зерном при замачивании происходит неравномерно. В первые часы очень быстро, затем процесс замедляется.
Перед замачиванием зерно моют в моечных аппаратах и дезинфицируют (КМпО4, формальдегидом, перекисью водорода, СаС12).
На процесс замачивания влияет ряд факторов:
Температура. С повышением температуры скорость замачивания увеличивается. Различают холодное (температура меньше 10 оС), нормальное (температура 10-15 єС), теплое (20-25 єС) и горячее (более 25 єС) замачивание. Оптимальная температура 10-15 єС. При более высокой температуре развиваются микроорганизмы и процесс замедляется.
Величина зерна. Крупное зерно замачивается дольше, чем мелкое из-за удлинения пути движения воды.
Солевой состав воды. Соли кальция и магния взаимодействуют с фенольными веществами оболочек и тормозят замачивание.
Кислород. Если к зерну не подводить кислород, то растворенный в воде кислород быстро расходуется и начинается процесс анаэробного дыхания. Образуются спирты, эфиры, кислоты, которые угнетают развитие зародыша и ухудшают прорастание. Для насыщения зерна кислородом при замачивании проводят воздушные паузы. В этот период максимально удаляют СО2.
При замачивании в воду переходит часть сухих веществ (витамины, сахара, азотистые, фенольные, горькие и другие вещества). Это потери на выщелачивание. Легкие и битые зерна всплывают на поверхность при замачивании и удаляются. Это потери на сплав.
Существуют следующие основные способы замачивания.
Воздушно-водяное - поочередная выдержка зерна под водой 4-6 час (водяная пауза) и без воды 6-8 час (воздушная пауза).
Воздушно-оросительное - поочередная выдержка зерна без воды с последующим орошением сверху вниз. Для удаления СО2 проводят отсос воздуха из межзернового пространства.
В непрерывном токе воды и воздуха - предварительно насыщенная воздухом вода подается непрерывно снизу вверх с такой скоростью, чтобы она стекала тонкой струйкой через сливную коробку.
Условия замачивания для получения солода:
в производстве спирта: продолжительность замачивания ячменя, пшеницы, овса 18-20 час; ржи - 12-14 час при температуре 15-20 єС до влажности 38-40 %. Просо замачивают 24-26 час при температуре 25-30 єС до влажности 35-38 %;
в производстве пива: ячмень замачивают 60-72 час при температуре 14-16 єС до влажности 42-43 % для светлого солода и до 46-48 % для темного солода.
Процесс замачивания контролируют по степени замачивания (конечной влажности).
Замачивание осуществляется в замочном аппарате - цилиндрическом стальном или железобетонном резервуаре с коническим днищем. Зерно загружается сверху. Внизу сток для удаления зерна. Вода поступает снизу через решетку. Сплав удаляется через сплавную коробку. В центре имеется труба для перемешивания зерна. Моечный аппарат имеет аналогичную конструкцию.

4. Проращивание зерна

Цель солодоращения - накопление и активация ферментов и гидролиз под действием ферментов резервных веществ зерна (растворение эндосперма).
Основные процессы, протекающие при проращивании, морфологические и биохимические.
Морфологические - появление корешков, которые прорывают оболочки и выходят наружу. Одновременно развивается зародышевый листок. Он растет вдоль зерна между мякинной и семенной оболочками. Листок не должен выходить из вершины зерна, иначе появляются «проростки», что снижает качество солода.
Биохимические процессы. При поступлении к зерну необходимого количества кислорода и влаги определенной температуры зародыш начинает интенсивно дышать. Для этого процесса необходимы низкомолекулярные углеводы. В зародыше их мало. После того как все водорастворимые вещества зародышем израсходованы, начинают использоваться запасные высокомолекулярные вещества эндосперма. Этот процесс протекает под действием ферментов, которые накапливаются при проращивании.
В непроросшем зерне большинство ферментов отсутствует, а те ферменты, которые уже содержатся, находятся в связанном со структурным белком состоянии и их мало. Образование ферментов стимулируют гормоны, выделяемые зародышем. Синтез отсутствующих в зерне ферментов происходит в алейроновом слое. Для перевода связанных ферментов в активное состояние необходимо разорвать связь между молекулами фермента и белка. Таким образом, происходит синтез и активация гидролаз - амилолитических, протеолитических и цитолитических ферментов.
Под действием амилолитических ферментов ((- и (-амилаз) на крахмал образуются сахара, которые являются источником питания и энергии для зародыша. Часть сахаров накапливается в солоде и придает ему сладковатый вкус. При солодоращении крахмал гидролизуется на 5-10 % (в спиртовом производстве примерно на 20 %).
Под действием протеолитических ферментов (эндо- и экзопептидаз) происходит гидролиз белковых веществ. В процессе солодоращения гидролизуется около 50 % белков до альбумоз, пептонов, пептидов и аминокислот. Из последних синтезируются растворимые белки, а также белки, которые составляют основу ростков и корешков.
Под действием цитолитических ферментов идет гидролиз (примерно на 90 %) некрахмальных полисахаридов клеточных стенок оболочек и эндосперма. Процесс называется цитолизом. В результате этого зерно приобретает мягкую консистенцию, и его содержимое можно растереть между пальцами.
Под действием фосфатаз происходит гидролиз фосфорорганических соединений с образованием остатков фосфорной кислоты.
Изменение свойств зерна при проращивании под действием ферментов называется разрыхлением или растворением эндосперма.
Основные факторы, которые влияют на проращивание:
Температура: оптимальная для проращивания ячменя 15-17 єС; проса - 25-28 єС; других зерновых культур - 20-23 єС.
Влажность. Если влажность недостаточна, то происходит подсыхание зерна, снижается ферментативная активность и замедляется рост. Оптимальной при проращивании является влажность: для ячменя, овса - 43-46 %; для ржи - 48-50 %; для проса - 42-43 %.
Аэрация. Приток кислорода необходим в первые дни проращивания, когда происходит накопление ферментов, а затем, когда начинают протекать биохимические процессы, доступ кислорода можно ограничить. При этом содержание СО2 не должно быть более 10 %, иначе дыхание прекратится и начнется автолиз.
Так как солод в бродильных производствах используется для разных целей, то и продолжительность его проращивания различна.
В солоде для спиртового производства необходимо накопить максимальное количество амилолитических ферментов. Продолжительность проращивания составляет (в сутках): для ячменя - 10; овса - 10-12; ржи - 7-8; проса - 5-6.
Для пивоваренного солода продолжительность проращивания зависит от его типа: для светлого солода - 7 суток; для темного - 8-9 суток.
Процесс проращивания сопровождается расходом питательных веществ, что составляет потери на ростки (4,3 %) и на дыхание (5,7 %). В результате проращивания получают полупродукт - свежепроросший солод.
Проращивание происходит в помещении, которое называется солодовней. Они бывают токовые и пневматические.
Токовые - устаревшие солодовни, в основном остались на некоторых спиртзаводах. Проращивание идет на цементной площадке, которая называется током. Высота слоя замоченного зерна (складывается в грядку) в начале проращивания 40 см, к концу процесса ее снижают до 10-ти см. Температура и приток воздуха регулируются путем ворошения вручную, либо механическим ворошителем. Недостаток токовых солодовен: большие площади, трудоемкость процесса, низкий уровень механизации, зависимость от внешней температуры.
Пневматическое солодоращение - проращивание в высоком слое (до 1,5 м) с использованием кондиционированного воздуха (определенной относительной влажности - 98-100 % и температуры на 2-3 оС ниже, чем температура в слое зерна). Воздух подается снизу в подситовое пространство.
Пневматические солодовни бывают ящичные и барабанные.
Ящичная солодовня состоит из ящиков прямоугольной формы. Стенки выполнены из железобетона. Ящик имеет два дна: основное (цементированное) и ситчатое, на котором происходит проращивание. Пространство между основным и ситчатым дном называется подситовое. Его высота 1,5-2,0 м.
На продольных стенках ящика расположены рельсы, по которым движется шнековый ворошитель. С помощью него происходит перемешивание зерна. Количество ящиков равно числу дней проращивания.
Разновидностью ящичной солодовни является солодовня типа «передвижная грядка». Это один длинный ящик, который условно разделен на зоны, количество которых равно числу дней ращения. Замоченное зерно загружается в конец ящика и ежедневно ковшовым ворошителем передвигается к началу ящика. Ворошение происходит от последней зоны к первой.
Современный способ получения солода - статический способ, или «все в ящике». В одном ящике происходит замачивание, проращивание и сушка, что сокращает процесс производства солода.
Барабанные солодовни состоят из ряда барабанов - металлических цилиндров, которые установлены на опорных роликах. В барабане имеется два дна. Загрузка и выгрузка происходит через люки. Перемешивается зерно путем вращения барабана. Барабаны бывают открытые и закрытые. Количество их равно числу дней ращения.
Требования к свежепроросшему солоду. Запах свежий, огуречный. Корешки - плотные, упругие. Влажность должна быть равна влажности замоченного зерна. Содержимое зерна должно хорошо растираться между пальцами.
В свежепроросшем солоде, предназначенном для производства пива, длина корешков должна быть равна 1,5-2 длины зерна; длина зародышевого листа при получении светлого солода - 2/3-3/4 длины зерна, темного солода - 1/2-1 длины зерна. Амилолитическая способность (АС) для светлого солода 300-400 ед/г; для темного - 400-500 ед/г.
При производстве спирта в свежепроросшем солоде длина зародышевого листка должна быть не менее длины зерна. Важным показателем является ферментативная активность (АС и ДС - декстринолитическая способность) (таблица 1).

Таблица 1

Качество солода по амилолитической активности

Тип солода
АС, г/(г*ч)
ДС, мг/(г*ч)

Ячменный
4-6
25-35

Овсяный
3-5
35-45

Ржаной и пшеничный
4-7
25-35

Просяной
2-3
70-100

Свежепроросший солод используется в производстве спирта, а для получения пива солод направляют на сушку.

5. Сушка свежепроросшего солода

Для производства пива свежепроросший солод не пригоден, так как в нем отсутствуют вещества, отвечающие за специфический вкус и аромат, высокая влажность не позволяет его долго хранить, ростки содержат горькие вещества, которые придают пиву неприятную горечь.
Цель сушки - снижение влажности и получение продукта с характерным вкусом и ароматом при максимальном сохранении ферментативной активности.
Сушка осуществляется нагреванием. При повышении температуры происходит снижение ферментативной активности. Причем чем выше влажность и температура, тем быстрее инактивируются ферменты. Поэтому следует учитывать соотношение между температурой и влажностью. Существует «золотое правило сушки»: нельзя повышать температуру выше 50 єС, если влажность не снизилась до 10 %.
В зависимости от вида удаляемой влаги различают две стадии сушки:
подсушивание - удаляется свободная влага, легко и быстро. Влажность снижается до 8-10 %;
нагревание сухого солода - удаляется коллоидно-связанная влага, процесс идет медленно. Влажность снижается до 1,5-3,0 %.
Удаление влаги сопровождается рядом физико-химических и биохимических процессов. В зависимости от процессов, происходящих при сушке, различают три фазы сушки: физиологическую, ферментативную и химическую.
При физиологической фазе температура повышается до 40-45 єС, влажность снижается до 30 %. Протекают те же процессы, что и при проращивании (развивается зародыш, корешки, ростки), но более интенсивно.
При ферментативной - температура повышается до 70 єС, влажность сни-жается до 10 %. Жизнедеятельность зародыша прекращается, инактивируются ферменты дыхания и активизируются гидролитические ферменты. Происходит гидролиз крахмала, белков, некрахмальных полисахаридов. В результате этого увеличивается количество сахаров и аминокислот, участвующих в последующем в образовании меланоидинов.
Повышение температуры выше 60 єС при влажности более 10 % может привести к получению стекловидного солода. Он твердый, плохо измельчается и дает пониженный выход экстракта.
При химической фазе сушки температура повышается до 80-85 єС, влажность снижается до 3 % при получении светлого солода. При производстве темного солода температуру повышают до 100-105 єС, влажность при этом снижается до 1,5 %.
Основная реакция, протекающая в данной фазе, - образование меланоидинов, которые обусловливают вкус, цвет и аромат готового солода. Это темноокрашенные соединения, образующиеся при взаимодействии сахаров с аминокислотами. Важным условием реакции является наличие свободной карбонильной (альдегидной) и аминной групп.
Сушку проводят нагретым воздухом периодическим и непрерывным способом.
Сушилки подразделяются на вертикальные и горизонтальные.
В горизонтальных сушилках солод сушат на горизонтально установленных решетках. В зависимости от числа решеток они бывают одно-, двух- и трехъярусные. Наиболее распространена двухъярусная солодосушилка. Продолжительность сушки светлого солода 24 час, темного - 48 час.
В вертикальных сушилках солод размещается вертикальным слоем. Это способствует более равномерному прохождению воздушного потока, поэтому производительность таких сушилок выше. Разновидность вертикальных сушилок - сушилка непрерывного действия ЛСХА. Солод перемещается вдоль шахты непрерывно сверху вниз. Продолжительность сушки 10-12 час.
При производстве пива кроме светлого и темного солода для придания пиву соответствующего цвета и аромата применяют карамельный и жженый солод. Для приготовления этих солодов сухой или свежепроросший солод дополнительно увлажняют до 50 %, проводят осахаривание при температурах от 50 до 70 єС для дополнительного накопления аминокислот и сахаров. Затем в течение 2,0-2,5 час обжаривают: карамельный солод - при температуре 120-170 єС, а жженый - при температуре 220 єС.
Солод после сушки сразу отделяют от ростков на росткоотбойной машине. Ростки гигроскопичны и быстро впитывают влагу, кроме того, придают пиву неприятную горечь. После удаления ростков солод передают на хранение.
Свежевысушенный солод нельзя сразу направлять для производства пива, так как он дает мелкий помол, сусло плохо фильтруется и осветляется. Поэтому он подвергается выдержке (отлежке) в течение 3-4 недель. При отлежке увеличивается влажность до 6 %, количество растворимых азотистых веществ и амилолитическая способность. Хранят солод при температуре от 10 до 30 єС в тех же условиях, что и ячмень.
Качество готового солода:
влажность - не более 6 %;
экстрактивность 74-78 %;
продолжительность осахаривания 10-30 мин;
число Кольбаха 39-41 %;
цвет - для светлого солода 0,18-0,40 ц.ед., для темного - 0,50-1,30 ц.ед.

6. Особенности получения ржаного солода

Ржаной солод - это зерно ржи, проращенное и высушенное в искусственных условиях. Используется для производства концентрата квасного сусла, кваса, браги и в хлебопекарном производстве для приготовления заварных сортов черного хлеба.
Различают ржаной солод двух типов: ферментированный и неферментированный (диастатический).
Стадии производства ржаного солода (рис. 2): очистка, сортировка, мойка, дезинфекция, замачивание, проращивание, томление, сушка. Основным отличием в технологии неферментированного ржаного солода является отсутствие стадии томления для сохранения активности ферментов.
Замачивание ведут одним из известных способов при температуре воды 15-17 оС в течение 30-36 час до влажности 48-52 %.
Проращивание осуществляют в ящиках или барабанах при температуре 15-17 оС в течение 3-4 суток. За это время происходит накопление ферментов.
Томление (ферментацию) проводят только при производстве ферментированного солода. Свежепроросший солод увлажняют путем опрыскивания водой с температурой 40-45 оС до влажности 52-55 % и складывают высоким слоем. При этом температура в слое зерна повышается с 40-45 оС в начале томления до 60-68 оС в конце процесса. В результате под действием гидролитических ферментов происходит гидролиз белков, крахмала, некрахмальных полисахаридов и накапливаются аминокислоты и сахара. Через двое суток все слои тщательно перемешивают. Общая продолжительность томления 4-5 суток.
Сушка. Ферментированный солод сушат до влажности 8 % в течение 24-х час, максимальная температура сушки 90-100 оС для образования меланоидинов. Неферментированный солод сушат 18 час до влажности 8 %, максимальная температура 65 оС. После сушки солод освобождают от ростков.
Ржаной ферментированный солод имеет приятный хлебный аромат, кисло-сладкий вкус и коричневую окраску, используется как источник ароматических и красящих веществ; неферментированный - как источник ферментов. Влажность ржаного солода не более 8 %; экстрактивность: ферментированного - 80-84 %, неферментированного - 78-80 %.




7. Отходы солодовенного производства

Отходами производства солода являются: зерновые отходы, замочная вода, сплав и солодовые ростки.
Зерновые отходы образуются при очистке и сортировании ячменя и при замачивании (сплав). Утилизируются, в основном, на корм скоту.
Замочная вода содержит ряд биологически активных соединений, минеральные вещества и витамины. Поэтому она может быть использована для получения различных препаратов.
Ростки характеризуются высоким содержанием белка. Используются либо на корм скоту, либо для технологических целей.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику солода.
Назовите зерновые культуры, используемые для получения солода.
Перечислите основные цели солодоращения.
Укажите производства, где применяется солод, и его назначение в каждом производстве.
Нарисуйте принципиальную технологическую схему производства солода.
Охарактеризуйте примеси зерна.
Назовите цели очистки и сортировки зерна.
Дайте объяснение принципам очистки зерна от различных видов примесей: легких, крупных, металлических, зерновых, а также принципам разделения на сорта.
Охарактеризуйте цель и задачи замачивания.
Опишите основные процессы, происходящие при замачивании, и факторы, влияющие на них.
Назовите оптимальные параметры замачивания.
Перечислите основные способы замачивания зерна. Дайте их сравнительную характеристику.
Охарактеризуйте цели проращивания зерна.
Опишите основные процессы, происходящие в зерне при проращивании.
Назовите факторы, влияющие на процесс солодоращения.
Назовите оптимальные параметры солодоращения.
Опишите способы солодоращения.
Назовите показатели, по которым оценивают качество свежепроросшего солода.
Охарактеризуйте цели сушки свежепроросшего солода.
Опишите основные процессы, происходящие при сушке солода.
Назовите стадии и фазы сушки солода.
Перечислите параметры сушки на каждой фазе.
Назовите особенности получения ржаного и красящих солодов.
С какой целью проводят отделение ростков и отлежку свежевысушенного солода.
Назовите основные показатели, характеризующие качество готового солода.
Перечислите отходы солодовенного производства и пути их утилизации.
ГЛАВА 2. ПРОИЗВОДСТВО ЭТИЛОВОГО СПИРТА


2.1. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТА ИЗ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ


2.1.1. ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТА
ИЗ ЗЕРНО-КАРТОФЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

1. Общая характеристика спирта и его свойства.
2. Принципиальная схема производства спирта из зерно-картофельного сырья.
3. Подготовка сырья к развариванию.
4. Разваривание сырья.
5. Осахаривание разваренной массы.
6. Подготовка дрожжей к сбраживанию сусла.
7. Сбраживание зерно-картофельного сусла.
8. Теоретические основы перегонки и ректификации.
9. Получение спирта-ректификата.
10. Побочные продукты и отходы спиртового производства.


1. Общая характеристика спирта и его свойства

Спирт этиловый (этанол, винный спирт) - бесцветная легкоподвижная жидкость с характерным для каждого вида спирта запахом и жгучим вкусом.
Пары спирта вредны для организма, вызывают разрушение и обезвоживание животных и растительных тканей.
Спирт очень гигроскопичен. Смешивается с водой в любых соотношениях. При этом наблюдается явление контракции - адиабатическое сжатие смеси за счет образования водородных связей между молекулами воды и спирта. Поэтому для получения, например, 100 дм3 водноспиртовой смеси следует смешать 50 дм3 спирта и 53,65 дм3 воды. Процесс сопровождается выделением тепла. Максимальное количество теплоты смешивания приходится на концентрацию спирта 36,25 % об.
Спирт и его крепкие растворы легко воспламеняются и горят бледно-голубым пламенем. Температура кипения спирта при нормальном атмосферном давлении 78,3 єС, температура замерзания - минус 117 єС.
Спирт, очищенный от сопутствующих примесей, образовавшихся в процессе его производства, называется ректификованный.
В зависимости от сырья, из которого получают спирт, различают технический (гидролизный, сульфитный, синтетический) и пищевой спирт.
Пищевой спирт получают из зерна, картофеля, мелассы, сахарной свеклы, сахарного тростника. Он используется для приготовления ликероводочных изделий, крепления вин, в медицинской и фармацевтической промышленности, для производства пищевого уксуса.
Технический спирт - получают биохимическим способом из древесины (гидролизный) и сульфитных щелоков (сульфитный), а также химическим - путем присоединения воды к этилену (синтетический). Его используют как исходное сырье для химического синтеза, в качестве растворителя при производстве синтетического каучука, волокна, искусственного шелка, искусственной кожи, пластмасс, фото- и кинопленки, органического стекла, лаков, красок и т.д.

2. Принципиальная схема производства спирта
из зерно-картофельного сырья

Технологическая схема (рис. 3) производства спирта из зерна и картофеля включает следующие основные стадии: подготовку сырья, водно-тепловую обработку сырья, осахаривание сусла, сбраживание сусла, перегонку бражки и ректификацию спирта.

3. Подготовка сырья к развариванию

Подготовка сырья к развариванию включает следующие операции:
очистку от примесей;
измельчение;
приготовление замеса (кашки).
Зерно и картофель поступают на завод железнодорожным или автомобильным транспортом. Зерно после предварительной очистки на воздушно-ситовых сепараторах хранят в элеваторах или хранилищах амбарного типа, картофель - в буртах или картофелехранилищах.
Перед подачей в производство зерно предварительно очищают от пыли, земли, камней на воздушно-ситовых сепараторах, от металлических примесей - на магнитных сепараторах. Овес перед измельчением обрушивают (отделяют пленки) на овсорушках с рифленой поверхностью. Обрушивание необходимо, так как большое количество пленок в виде шелухи засоряет трубопроводы, брагоперегонные аппараты, всплывает на поверхность бродящего сусла и ухудшает процесс сбраживания.

Картофель от примесей земли, соломы, ботвы, камней, песка и др. освобождают с помощью соломоловушек и камнеловушек. Для окончательного отделения от земли картофель моют в картофелемойках 5-7 мин. Обычно используют теплую воду. Если картофель подмороженный, то моют только холодной водой.
Зерно не моют.
Очищенное сырье направляют на измельчение. Цель измельчения - подготовить крахмал сырья к действию ферментов. Зерно и картофель в производстве спирта необходимо измельчать как можно тоньше, чтобы увеличить гидролиз составных веществ сырья.
Картофель измельчают на молотковых дробилках или картофелетерках до размера частиц не более 3-х мм, зерно - на молотковых дробилках или вальцевых станках до размера частиц 1,0-1,5 мм. Более тонкое измельчение (до 0,25 мм) позволяет вести разваривание при более низкой температуре (80-105 єС).
Измельченное зерно смешивают с водой в соотношении 1:2-1:3 (получают замес), к картофелю добавляют 15-20 % воды от массы сырья (получают картофельную кашку). Количество добавляемой воды должно быть таким, чтобы в полученном сусле концентрация сухих веществ составляла 18-19 %. При более высокой концентрации повышается вязкость массы и увеличивается расход осахаривающих материалов.

4. Разваривание сырья

Крахмал, который содержится в клетках картофеля или зерна, окружен клеточной оболочкой и недоступен для действия амилолитических ферментов. Механическим разрушением удается вскрыть только часть клеток сырья. Поэтому, чтобы перевести крахмал из нерастворимого состояния в растворимое и полностью разрушить клеточную структуру, необходимо провести водно-тепловую обработку - разваривание сырья. Цель разваривания - подготовка крахмала сырья к осахариванию амилолитическими ферментами солода или микробных ферментных препаратов.
В процессе разваривания составные части сырья подвергаются различным превращениям.
Крахмал при нагревании в воде сначала набухает и превращается в гель. При дальнейшем повышении температуры вязкость раствора резко увеличивается и происходит клейстеризация крахмала.
Клейстеризация протекает в следующем интервале температур: для картофельного крахмала - 59-64 єС; пшеничного - 54-62 єС; ржаного - 50-55 єС; кукурузного - 65-70 єС; ячменного - 60-80 єС.
При 90 єС вязкость достигает максимума, при увеличении температуры выше 110 єС вязкость крахмального клейстера резко снижается, происходит разжижение или растворение крахмала: картофельного - при 143 єС; ржаного - при 130 єС; пшеничного - при 150 єС; кукурузного - при 154 єС. Именно при этих температурах и проводят разваривание.
Сахара участвуют в реакциях меланоидинообразования, карамелизации, оксиметилфурфурольного разложения. В результате образуются соединения, которые не сбраживаются дрожжами, отрицательно влияют на жизнедеятельность дрожжевых клеток и качество спирта. Наблюдаются потери сухих веществ. Уменьшить потери сахаров можно путем более тонкого измельчения сырья и снижения температуры разваривания.
Клетчатка при разваривании под давлением 0,4-0,5 МПа практически не изменяется.
Гемицеллюлозы частично растворяются, частично гидролизуются до декстринов различной молекулярной массы и пентоз.
Гумми-вещества растворяются, гидролизуются до глюкозы, что дает дополнительное количество сбраживаемых сахаров.
Пектиновые вещества гидролизуются с образованием метилового спирта. Это вызывает трудности при ректификации, так как температуры кипения метанола и этилового спирта близки.
Белки при нагревании до 100 єС коагулируются, частично денатурируются и в кислой среде гидролизуются. Количество растворимого азота уменьшается.
Перед развариванием с целью экономии пара на разваривание, а также для набухания и клейстеризации крахмала проводят подваривание.
Для этого замес быстро подогревают экстрапаром (вторичным паром) до температуры 85-95 єС, выдерживают 1,0-1,5 час; картофельную кашку нагревают до 40-45 єС, длительность выдержки не более 30 мин.
Так как при повышении температуры вязкость резко возрастает, то для снижения ее в замес (кашку) добавляют термоустойчивую бактериальную
·-амилазу. Наряду с набуханием и клейстеризацией происходит частичный гидролиз крахмала до высокомолекулярных декстринов, за счет чего вязкость снижается.
После подваривания крахмалистое сырье поступает на разваривание, где подвергается обработке при высоких температурах.
Основные способы разваривания: периодический, полунепрерывный, непрерывный. На большинстве заводов используют непрерывные способы.
Непрерывные способы. Сущность заключается в том, что сырье измельчают, подваривают, что позволяет смягчить режим варки, снизить потери сбраживаемых сахаров, увеличить выход спирта. Замес непрерывным потоком движется через все аппараты установки и удаляется из нее в готовом виде.
Существует несколько схем (установок) непрерывного разваривания, основными из которых являются две - Мичуринская (схема ВНИИПрБ) и Мироцкая (скоростная, схема УкрНИИСПа).
На отечественных спиртзаводах в качестве типовой принята схема ВНИИПрБ. Установка включает дробилки, смеситель-предразварник (подогрев вторичным паром замеса до температуры 75-85 єС, кашки до - 45 єС), контактную головку (нагрев замеса или кашки острым паром до температуры 130-140 єС), несколько варочных колонн первой и второй ступени.
В колоннах давление одинаковое, а разность уровней ввода массы в колонны разная. За счет этого происходит перемещение массы из одной колонны в другую. Из последней колонны разваренное сырье автоматически вытесняется в паросепаратор. В нем происходит выделение пара из массы за счет разницы давлений в колоннах и паросепараторе. Выделяющийся пар поступает в предразварник.
Полунепрерывное разваривание. Согласно этой схеме сырье не измельчают, подваривание проводят. Разваривание сырья осуществляется периодически, а доваривание и отвод в осахариватель - непрерывно. Варка идет в три стадии: в предразварнике (происходит предварительный нагрев и набухание сырья), в разварнике (разваривание) и в выдерживателе-паросепараторе (доваривание). Разваренное сырье выдувают в выдерживатель, где сырье доваривается до полной готовности и отделяется избыток пара. Из него разваренное сырье непрерывно поступает на осахаривание.
Периодическая схема. Сырье не измельчают. Разваривание ведут в разварнике до полной готовности и разваренную массу выдувают в паросепаратор или непосредственно в осахариватель.
Сравнительная характеристика параметров разваривания по различным схемам приведена в таблице 2.

Таблица 2
Параметры различных способов разваривания

Способ разваривания
Аппарат
Давление, МПа
Температу
ра, єС
Продолжи-
тельность, мин

Непрерывный (схема
ВНИИПрБ)
Варочные колонны
0,4-0,5
135-140
40-45 (картофель),
50-60 (зерно)


Паросепаратор
0,02
105
15



Периодический
Разварник
0,4-0,55
150-160
45-60 (картофель),
90-100(зерно)


Паросепаратор-выдерживатель
0,05
102-106
40-45



Полунепрерыв-ный
Разварник
0,4-0,45
140-160
40-50 (картофель),
50-70 (зерно)


Паросепаратор-выдерживатель
0,05
102-106
40-45


Готовность разваренной массы определяют по цвету. Он должен быть в зависимости от степени измельчения сырья, температуры и продолжительности разваривания, темно-желтым со светло-коричневым оттенком для зерновой массы, для картофельной массы - светло-коричневым с зеленоватым оттенком.

5. Осахаривание разваренной массы

Цель осахаривания - гидролиз крахмала и других составных частей сырья с помощью ферментов осахаривающих материалов и получение осахаренного сусла. Осахаривающими материалами являются свежепроросший солод или микробные ферментные препараты.
Солод применяют в виде солодового молока. Для его получения используют свежепроросший солод из ячменя, ржи, пшеницы, проса и овса. Используют только смесь солодов: 50 % ячменного (пшеничного или ржаного), 25 % просяного, 25 % овсяного или 50 % ячменного (пшеничного, ржаного), 50 % просяного (или овсяного). Это связано с тем, что различные зерновые культуры дают солод с разной активностью ферментов, в частности амилолитических. Солод только из одной культуры не содержит всех необходимых ферментов (
·-амилазы,
·-амилазы, декстриназы) для полного гидролиза крахмала.
Приготовление солодового молока: свежепроросший солод моют холодной водой, дезинфицируют хлорной известью или формалином в течение 20 мин, измельчают на дисковых или вальцевых дробилках. Затем смешивают с водой в соотношении 1:4-1:5, дополнительно обрабатывают раствором формалина, выдерживают 20-30 мин и передают на осахаривание.
Расход солода определяют по активности амилолитических (АС) или декстринолитических (ДС) ферментов. Для осахаривания 1 т крахмала сырья необходимо 700 ед. АС или 6000 ед. ДС.
Микробные ферментные препараты используют неочищенные или технические, так как высокоочищенные очень дорогие и их применение экономически невыгодно. В основном применяют препараты, содержащие преимущественно
·-амилазу: Амилосубтилин Г3х, Глюкоаваморин Гх, Амилоризин Пх, Амилодиастатин Гх и др.
Использование ферментных препаратов - прогрессивный способ осахаривания, так как исключаются потери сухих веществ сырья на проращивание, нет необходимости при спиртзаводах строить солодовни, ферментные препараты можно получать на специализированных биохимических заводах. Путем смешивания ферментных препаратов, имеющих различные группы ферментов, возможна регуляция углеводного и азотистого состава сусла.
Подготовка ферментных препаратов: глубинную культуру плесневых грибов или бактерий дезинфицируют формалином; сухую поверхностную культуру смешивают с водой температурой 28-30 єС в соотношении 1:1. Затем ее тщательно измельчают на дробилках, добавляют воду в количестве 3-4 дм3 на 1 кг препарата, дезинфицируют раствором формалина, выдерживают 25-30 мин и направляют на осахаривание.
Расход поверхностной культуры - 5 % к массе крахмала разваренной массы.
Можно использовать смесь сухой культуры ферментных препаратов и солода. Их вместе измельчают и готовят суспензию наподобие солодового молока.
При осахаривании крахмала в спиртовом производстве необходимо достичь полного его гидролиза до сбраживаемых сахаров. На практике осахаривание протекает на нескольких технологических стадиях:
при разваривании сырья;
при осахаривании при оптимальной температуре для действия ферментов;
при брожении (температура благоприятная для жизнедеятельности дрожжей, но не ферментов).
При разваривании под действием бактериальной
·-амилазы гидролиз крахмала незначителен, образуются, главным образом, декстрины.
На стадии осахаривания образуется максимальное количество сбраживаемых сахаров. Крахмал гидролизуется на 70-75 % до глюкозы и мальтозы и 25-30 % предельных декстринов. Причем если используется в качестве осахаривающего материала солод, то образуется 71-76 % мальтозы и 24-29 % глюкозы от суммы сбраживаемых сахаров; если применяют ферментные препараты, то 14-21 % мальтозы и 79-80 % глюкозы.
Некрахмальные полисахариды под действием ферментов солода почти не гидролизуются, ферментными препаратами гидролизуются в незначительной степени, что является положительным, так как возрастает количество сбраживаемых сахаров.
При осахаривании гидролизуются также белки под действием протеолитических ферментов до пептонов, полипептидов аминокислот (необходимы для питания дрожжей). Причем солод при гидролизе дает больше аминокислот, чем ферментные препараты
Предельные декстрины доосахариваются до мальтозы в процессе брожения декстриназой солода или глюкоамилазой ферментных препаратов.
На скорость осахаривания крахмала влияют температура и рН среды. Оптимальная температура для действия амилазы солода на 2 %-й раствор картофельного крахмала составляет 53-58 єС. Однако для клейстеризации нерастворенного крахмала, вносимого с солодом, и стерилизации замеса необходима более высокая температура. При таких температурах (свыше 56 єС) амилаза инактивируется, но медленно. Поэтому осахаривание проводят при температуре 60-62 єС. Эта температура хотя и выше оптимальной, но присутствующие в заторе защитные вещества (сахара, декстрины, пептиды) предохраняют амилазу от инактивации.
рН затора 4,9-5,6.
Осахаривание разваренной массы осуществляют непрерывным, реже периодическим способами.
Независимо от способа, осахаривание предусматривает следующие операции:
охлаждение разваренной массы до температуры осахаривания;
смешивание с осахаривающими материалами;
осахаривание крахмала;
охлаждение сусла до температуры «складки», т.е. начальной температуры брожения;
перекачивание сусла в дрожжевое и бродильное отделение завода.
При периодическом осахаривании все операции, кроме последней, выполняются в одном аппарате (заторном чане). При непрерывном - в отдельных аппаратах, устанавливаемых последовательно, или в одном аппарате, в котором происходит выполнение нескольких операций.
Периодический способ проводится в осахаривателе - заторном чане чашеобразной формы с мешалкой для перемешивания и змеевиком для охлаждения. В осахариватель набирают 5 % от всего количества осахаривающего материала и холодную воду, чтобы она покрыла лопасти мешалки. Включают мешалку и быстро выдувают из паросепаратора разваренную массу. Когда температура достигнет 75-80 єС, в змеевик пускают воду. Массу охлаждают до температуры 62-63 єС, добавляют остальное количество осахаривающего материала, перемешивают 5 мин и осахаривают при отключенной мешалке 15-20 мин. Конец осахаривания определяют по йодной пробе. Затем мешалку включают, в змеевик подают холодную воду и охлаждают сусло до температуры 29-30 єС.
Непрерывное осахаривание. Существует несколько способов. Наиболее простой - одноступенчатое осахаривание. Проводят в осахаривателе __ цилиндрической емкости со сферическим или коническим днищем, мешалкой, регулятором уровня и змеевиком для охлаждения. В осахариватель подают воду и часть осахаривающего материала. Затем из паросепаратора поступает разваренная масса, которую охлаждают до температуры 65 єС. Вносят оставшееся количество осахаривающего материала. Температура при этом понижается до 57-58 єС. Осахаривают 20-25 мин и затем в аппарат непрерывно подают разваренную массу и осахаривающие материалы и непрерывно отводят осахаренное сусло. Сусло охлаждают до температуры «складки» в теплообменнике типа «труба в трубе».
Двухступенчатое осахаривание. Разваренное сырье из паросепаратора непрерывно поступает в осахариватель первой ступени, куда вводят 30 % от всего количества осахаривающих материалов. Температура 60-61 єС, продолжительность 10 мин. Конструкция осахаривателя аналогична аппарату в одноступенчатом способе.
Затем насосом затор перекачивают в осахариватель второй ступени, представляющий собой несколько труб длиной 5-6 м, соединенных на концах между собой «калачами». Вводят остальную часть (70 %) осахаривающих материалов. Температура 57-58 єС, продолжительность 2-5 мин. Сусло охлаждают так же, как в предыдущем способе.
Осахаривание (как одно-, так и двухступенчатое) может проводиться с одно- или двухступенчатым вакуум-охлаждением. Сущность вакуум-охлаж-дения заключается в том, что при разряжении (0,08 МПа) происходит самоиспарение воды, в результате чего температура массы почти мгновенно понижается от 104-105 єС до соответствующей создаваемому разряжению (62-63 єС).
При одноступенчатом охлаждении разваренную массу охлаждают в вакуум-испарительной камере, а осахаренное сусло в теплообменнике. При двухступенчатом вакуум-охлаждении и разваренную массу, и полученное сусло охлаждают в вакуум-испарительных камерах.
Осахаренное сусло должно иметь следующие показатели:
Полнота осахаривания определяется по йодной пробе. При использовании в качестве осахаривающего материала солодового молока цвет раствора йода с каплей фильтрата не должен изменяться. Красный цвет свидетельствует о наличии в сусле декстринов, сине-фиолетовый - о присутствии неосахаренного крахмала. Применение ферментных препаратов для осахаривания может оставлять окраску фильтрата с йодом светло-коричневой.
Содержание сухих веществ - 16-18 %, в т.ч. 13-15 % - сбраживаемые сахара.
Доброкачественность - отношение общего количества содержащихся в сусле сбраживаемых углеводов к общей сумме растворимых сухих веществ, выраженное в процентах. Доброкачественность должна быть в пределах 76-78 %.
Кислотность выражают в градусах кислотности. 1є кислотности соответствует 1 см3 раствора NаОН концентрацией 1 моль/дм3, израсходованного на нейтрализацию 20 см3 раствора (сусла, бражки). Кислотность должна быть в пределе 0,2-0,3є, что соответствует рН 4,9-5,6. Кислотность сусла меньше 0,2є может привести к развитию посторонней микрофлоры, выше 0,4є - к инактивации ферментов.

6. Подготовка дрожжей к сбраживанию сусла

Для сбраживания зерно-картофельного сусла сначала подготавливают дрожжи. Используют расы верховых дрожжей ХII, II, М и др.
Оптимальная температура для размножения дрожжей 29-30 єС. Однако дрожжи проявляют максимальную бродильную активность при температуре 17-22 єС. Поэтому размножение биомассы дрожжей ведут именно при этой температуре. Эта же температура позволяет предотвратить развитие посторонних микроорганизмов.
Сусло, идущее на выращивание дрожжей, подкисляют до рН 3,8-4,0. Дрожжи при значениях рН ниже 4,2 продолжают развиваться, а посторонняя микрофлора, в частности молочнокислые бактерии, нет.
В зависимости от того, чем подкисляют сусло (серной или молочной кислотой), различают соответственно дрожжи сернокислые и молочнокислые. На спиртовых заводах чаще всего готовят сернокислые дрожжи.
Дрожжи размножают из чистой культуры по схеме:
ЧКД Засевные дрожжи Производственные дрожжи.
Разведение засевных дрожжей из чистой культуры. Чистая культура дрожжей на спиртзаводы поступает в пробирках. Выращивают чистую культуру путем последовательного пересева дрожжей в стерильное сусло в пробирки, затем колбы и бутыль на 5 дм3. После этого содержимое бутыли переливают в дрожжанку с 50 дм3 нестерильного сусла с концентрацией сухих веществ 16-18 %. Накопление биомассы ведут при температуре 30 єС в течение 24 час до достижения 5-6 % сухих веществ. В результате получают засевные дрожжи. Их готовят один раз в начале производственного сезона. В дальнейшем засевные дрожжи отбирают от производственных в количестве 10 % от объема бражки. Очищают от посторонних микроорганизмов путем обработки серной кислотой до рН 2,0 в течение 30 мин.
Разведение производственных дрожжей. Производственные дрожжи выращивают из засевных дрожжей. Разводят периодическим или полунепрерывным способом в дрожжанках (герметично закрытых емкостях с мешалкой и змеевиками для подвода пара и воды).



Периодический способ включает следующие операции:
для получения сернокислых дрожжей:
1) отбор в дрожжанку из осахаривателя сусла с концентрацией сухих веществ 16-18 %;
2) пастеризация сусла при температуре 70 єС в течение 20-ти мин;
3) охлаждение до 50 єС;
4) подкисление серной кислотой до кислотности 0,7-0,8є для зернового сусла и 0,8-0,9є для картофельного сусла;
5) охлаждение до температуры 30 єС;
6) внесение засевных дрожжей в количестве 10 % от объема сусла;
7) охлаждение до температуры 18-22 єС;
8) размножение дрожжей в течение примерно 20 час до снижения концентрации сухих веществ на 2/3 от первоначальной величины;
для получения молочнокислых дрожжей:
1) отбор в дрожжанку из осахаривателя сусла с концентрацией сухих веществ 16-18 %;
2) охлаждение сусла до температуры 50-51 єС;
3) внесение засевной культуры молочнокислых бактерий в количестве 2-3 % от объема сусла
4) молочнокислое брожение до повышения кислотности 2,0-2,2є для картофельного и 1,7-2,0є для зернового сусла;
5) отбор молочнокислой засевной культуры для следующего цикла;
6) пастеризация подкисленного сусла при температуре 75 єС в течение 30-ти мин;
7) охлаждение до температуры 30 єС;
8) внесение засевных дрожжей в количестве 10 % от объема сусла;
9) размножение дрожжей до снижения концентрации сухих веществ на 2/3 от первоначальной величины.
Общая продолжительность получения молочнокислых дрожжей - 30 час.
Полунепрерывный способ. Приготовление дрожжей проводят в установке, состоящей из двух дрожжанок и одного пастеризатора.
Предварительно готовят сусло в пастеризаторе, где его подвергают тепловой обработке и подкисляют серной кислотой до 0,7-0,8є.
При выращивании сернокислых дрожжей их размножают сначала периодическим способом в одной из дрожжанок. Затем 50 % дрожжей перекачивают во вторую свободную дрожжанку и обе доливают суслом концентрацией 14-15 % из пастеризатора, подкисляют серной кислотой до 0,7-0,8є. Оставляют на брожение при температуре 27-28 єС на 6-8 час. После этого при концентрации сухих веществ 4-4,5 % из каждой дрожжанки 30 % зрелых дрожжей сливают в бродильный чан и дрожжанки вновь заливают пастеризованным суслом.




7. Сбраживание зерно-картофельного сусла

Цель данной стадии - сбраживание сахаров сусла дрожжами и образование спирта. Кроме того, при брожении сусла одновременно происходит доосахаривание декстринов.
В процессе брожения можно выделить три периода (рис. 4): возбраживание, главное брожение и дображивание.

13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415

Рис. 4. Динамика сбраживания сахаров:
1 - возбраживание; 2 - главное брожение; 3 - дображивание

В период возбраживания процесс размножения дрожжей, который не закончился в дрожжанках, продолжается в бродильном аппарате. Одновременно на этой стадии идет сбраживание сахаров.
На стадии главного брожения сбраживается основное количество сахара в спирт и СО2.
При дображивании происходит гидролиз декстринов до мальтозы и ее сбраживание.
Бродящее сусло называется бражкой.
Брожение проводят в закрытых бродильных аппаратах - вертикальных цилиндрических емкостях со сферическим или коническим днищем и крышкой. Внутри имеется змеевик для охлаждения бродящей среды.
Брожение проводят периодическим, циклическим и непрерывно-поточ-ным способами.
Непрерывно-поточный способ заключается в том, что каждая из трех вышеуказанных стадий (рис. 4) проводится в одном или нескольких бродильных аппаратах, последовательно соединенных переточными трубами в батарею. Сбраживаемая среда непрерывно перемещается из одного аппарата в другой, из последнего аппарата зрелая бражка непрерывно отводится на перегонку. Концентрация дрожжей в течение всего процесса поддерживается постоянной и регулируется скоростью притока свежего сусла в батарею.
Установка состоит из 2-х дрожжанок, возбраживателя и 8-10 бродильных аппаратов. Дрожжанки служат для размножения производственных дрожжей полунепрерывным способом. В возбраживателе происходит первая стадия - возбраживание - накопление необходимой биомассы дрожжей (до 100-120 млн. клеток в см3), после чего содержимое возбраживателя перекачивают в головной бродильный аппарат. Когда первый аппарат заполнится суслом, начинается переток сбраживаемой среды во второй, в третий и последующие аппараты.
Температура в первом бродильном аппарате 26 єС; во втором - 27 єС; в третьем - 29-30 єС; в остальных 27-28 єС.
В первых 3-4-х аппаратах идет главное брожение, выделяется много тепла, поэтому аппараты снабжены змеевиками или рубашками охлаждения. В остальных аппаратах батареи идет дображивание, змеевики отсутствуют, так как тепла выделяется мало.
Для обеспечения непрерывности процесса и предупреждения развития посторонних микроорганизмов проводят профилактическую стерилизацию бродильных аппаратов поочередно, но в разные сроки для головных аппаратов и остальных. Головные бродильные аппараты моют и дезинфицируют через 48-60 час после начала притока сусла, остальные - через 60-72 час.
Циклический способ - это разновидность полунепрерывного способа, где возбраживание и главное брожение протекают непрерывно, а дображивание - периодически.
Установка включает 2-3 дрожжанки, 1 возбраживатель, 6-7 бродильных аппаратов, соединенных переточными трубами в батарею.
Дрожжи готовят периодическим способом. Бродящим суслом с дрожжами непрерывно заполняют за 25-30 час с 1-го по 6-й аппараты, затем приток сусла прекращают и переводят на другую параллельную батарею. В первой батарее проводят дображивание при температуре не выше 30 єС в течение 32-38 час.
Пока заполняется вторая батарея, в первой заканчивается дображивание. Ее освобождают от бражки, начиная с концевого аппарата (шестого), последовательно по направлению к головному (первому). Новый цикл брожения начинается с 7-го аппарата, который становится головным, переходя к 6-му, 5-му, 4-му, 3-му и 2-му аппаратам после их освобождения и стерилизации.
Таким образом, в первом цикле брожения сбраживаемый поток движется в одном направлении (от 1-го к 6-му аппарату), во втором цикле - в обратном (от 7-го ко 2-му аппарату). При смене цикла крайние бродильные аппараты (1-й и 7-й) становятся головными. Стерилизация батареи осуществляется в противоположном направлении: в первый раз от концевого аппарата к головному, во второй раз - наоборот.
Недостатком данного способа сбраживания является неодинаковая продолжительность пребывания бражки в отдельных аппаратах: наибольшая - в головных, наименьшая - в концевых, средняя - в остальных аппаратах. Это ведет к инфицированию и закисанию бражки, а следовательно, к потерям сахаров и снижению выхода спирта.
Периодический способ. Все стадии от начала до конца идут в одном аппарате. Бродильный аппарат заполняют осахаренным охлажденным суслом, вносят дрожжи в количестве 6-8 % от объема сусла. Продолжительность брожения может быть 72 час (в этом случае начальная температура брожения 18-20 єС), либо 48 час (температура «складки» 24-25 єС).
Температура в период главного брожения - 29-30 єС; в период дображивания - 27-28 єС. Температуру регулируют подачей воды в змеевик.
По окончании брожения получают полупродукт, который называется зрелая бражка. Ее направляют на перегонку. Бродильный аппарат моют горячей водой, дезинфицируют, пропаривают и снова используют для брожения.
Сравнительная характеристика разных способов сбраживания зерно-кар-тофельного сусла приведена в таблице 3.
Таблица 3

Сравнительная характеристика способов брожения зерно-картофельного сусла

Способ
сбраживания
Длительность брожения, час
Выход спирта, дал/т крахмала
Показатели зрелой бражки




несброженные сахара,
г/100 см3
рН
крепость,
% об.

Непрерывно-поточный
56
65,4
0,23
4,5
8,4

Циклический
60
64,9
0,35
4,3
8,2

Периодический
72
64,7
0,45
4,5
8,0


Зрелая бражка должна иметь следующие показатели качества:
Крепость - содержание спирта, не менее 8,0-9,5 % об.
Видимая концентрация сухих веществ (отброд) - содержание растворимых сухих веществ в фильтрате бражки. Определяется сахаромером. Для каждого вида сырья отброд различен: просо - 0; пшеница - 0,9; ячмень - 1,2; картофель 0,4; овес - 1,1; рожь - 1,3. Повышение отброда говорит о том, что часть сахаров не сброжено, что приводит к снижению выхода спирта.
Содержание несброженных сахаров. По этому показателю оценивают работу завода. Если содержание растворимых углеводов (в г/100 см3) в бражке:
до 0,25 - отлично;
от 0,25 до 0,35 - хорошо;
от 0,35 до 0,45 - удовлетворительно;
более 0,45 - неудовлетворительно.
Кислотность зрелой бражки составляет 0,4-0,5є. Нарастание кислотности при брожении не должно превышать 0,15-0,2є, иначе это говорит о развитии посторонних микроорганизмов.
рН = 4,3-4,5.
8. Теоретические основы перегонки и ректификации

Зрелая бражка является многокомпонентной системой. Она содержит 82-90 % воды, 4-10 % сухих веществ, 6-10 % об. этилового спирта с сопутствующими примесями. Летучих примесей найдено свыше 70-ти, и они составляют не более 0,5 % от содержания этанола.
Различают 4 группы летучих примесей: спирты, альдегиды, эфиры и кислоты. Кроме них, имеются азотистые соединения (в виде аммиака, аминов, аминокислот) и серосодержащие (сероводород, сернистый ангидрид). Примеси частично переходят из сырья, воды, вспомогательных материалов, образуются при приготовлении сусла, но, главным образом, при брожении.
Этиловый спирт вместе с летучими примесями выделяют из бражки в процессе перегонки. Полученный спирт называется спирт-сырец (если перегонку осуществляли на брагоперегонных аппаратах) или бражный дистиллят (если процесс проводили на брагоректификационных установках).
Процесс очистки спирта-сырца или бражного дистиллята от примесей и укрепление спирта называется ректификацией, а полученный спирт - ректификатом.
В настоящее время выпускают 6 сортов спирта-ректификата: первого сорта, высшей очистки, «Базис», «Экстра», «Люкс», «Альфа». Кроме того, в небольшом количестве вырабатывают абсолютный спирт (крепость не менее 99,8 %) и безводный спирт (крепость 100 %).
В процессе перегонки летучую часть бражки рассматривают как бинарную (двойную) смесь, состоящую из воды и этилового спирта с примесями. Летучесть отдельных компонентов смеси характеризуется коэффициентом испарения (К).
К = У/Х,

где У - концентрация данного вещества в паровой фазе;
Х - концентрация данного вещества в жидкой фазе при условии равновес-ного состояния фаз.

При перегонке состав паровой и жидкой фаз определяется двумя законами Д.П. Коновалова и правилом М.С. Вревского.
1-й закон Коновалова. При перегонке в парах увеличивается концентрация того компонента, прибавление которого к жидкой смеси повышает упругость пара смеси, т.е. понижает температуру кипения смеси. Следовательно, при перегонке водноспиртовой смеси (бражки) в парах будет преобладать тот компонент, который имеет более низкую температуру кипения, т.е. спирт (температура кипения этилового спирта 78,3 єС, воды - 100 єС).
2-й закон Коновалова. Процесс разделения смеси на два компонента идет до определенного момента или точки, где состав жидкой и паровой фаз становится одинаковым. Такая точка называется азеотропной или точкой нераздельного кипения (У = Х, К = 1, температура кипения смеси равна 78,15 єС). В этот период водно-спиртовая смесь перегоняется как один компонент. Крепость спирта в этой точке 97,2 %.
Законы Коновалова Д.П. действуют при атмосферном давлении.
Согласно правилу Вревского М.С. состав пара при перегонке зависит от давления. При повышении давления больше атмосферного из двух жидких компонентов в парах будет возрастать относительное содержание того компонента, испарение которого требует больших затрат энергии, т.е. пар будет обогащаться водой. Следовательно, для того чтобы получить более высокую концентрацию спирта (больше 97,2 %), необходимо вести перегонку при давлении меньше атмосферного, т.е. под вакуумом.
При ректификации летучую часть бражки рассматривают как многокомпонентную смесь, состоящую из этилового спирта и примесей.
Летучесть примесей характеризуется коэффициентом ректификации (Кр) - отношением коэффициента испарения какой-либо примеси (Кпр), содержащейся в водно-спиртовом растворе, к коэффициенту испарения этилового спирта (Кэс).

Кр = Кпр / Кэс.

Коэффициент ректификации показывает, как изменяется содержание примеси в паровой фазе по отношению к этиловому спирту.
По степени летучести примеси делят на 4 группы (фракции): головные, хвостовые, промежуточные, концевые.
Головные примеси обладают большей летучестью, чем этиловый спирт при всех его концентрациях в растворе. Кр > 1. Дистиллят содержит больше примесей, чем этилового спирта, так как температура кипения примесей меньше температуры кипения этанола. К этой фракции относятся уксусный, масляный альдегиды, уксусноэтиловый, диэтиловый эфиры, акролеин и др., но в основном альдегиды и эфиры. Поэтому данные примеси называют еще эфиро-альдегидной фракцией (ЭАФ).
Хвостовые примеси имеют всегда меньшую летучесть, чем этиловый спирт. Кр < 1. К ним относятся уксусная кислота, фурфурол.
Промежуточные примеси обладают двояким свойством. При высоких концентрациях спирта в растворе они отгоняются как хвостовые примеси (Кр < 1), а при низких концентрациях - как головные (Кр > 1). При определенных концентрациях спирта Кр = 1, т.е. они не отделяются от этанола. К промежуточной фракции относят изобутиловый, изоамиловый, пропиловый спирты, изовалерианоизоамиловый, изомасляноэтиловый и некоторые другие эфиры. Данные примеси составляют основу сивушного масла.
Концевые примеси. Характер их отгонки так же зависит от концентрации спирта. При высоких концентрациях спирта в растворе имеют характер головных примесей (Кр > 1), а при низких концентрациях - хвостовых (Кр < 1). К этой фракции, в основном, относится метиловый спирт.



9. Получение спирта-ректификата

Для получения спирта-сырца служат брагоперегонные сырцовые установки. Они бывают одно- и двухколонные.



Рис. 5. Схема одноколонной сырцовой установки

Одноколонная сырцовая установка (рис. 5) состоит из колонны (1), дефлегматора (3) и холодильника (4). Колонна представляет собой цилиндрический металлический аппарат, внутри которого располагаются контактные устройства - тарелки (2) (насадки различной конструкции, способствующие контакту пара и жидкости). В нижнюю часть колонны подается пар (П).
Дефлегматор - это теплообменник, где происходит частичная конденсация паров. Холодильник предназначен для полной конденсации и охлаждения паров.
Колонна условно разделена на две части: нижнюю, которая называется отгонной или бражной, и верхнюю - спиртовую или концентрационную (укрепляющую). Такая колонна называется полной (одноколонной).
Неполные установки характеризуются тем, что отгонная и концентрационная колонны действуют самостоятельно (двухколонные).
В настоящее время чаще используют одноколонные установки. Они проще по устройству, меньше расходуют воды, пара, однако имеют большую высоту.
Процесс получения спирта-сырца на одноколонных установках идет следующим образом. Из бродильного отделения бражка (А) непрерывно поступает в дефлегматор, где нагревается до 65-75 єС и направляется в среднюю часть колонны на тарелку (называется питающей). В нижнюю часть колонны вводится пар, который поднимается вверх, контактирует со стекающей вниз бражкой (или флегмой) и обогащается легколетучим компонентом.
Обогащенные пары спирта из верхней части колонны поступают в дефлегматор, где 2/3 конденсируется благодаря отдаче тепла на подогрев бражки и воды (В). Сконденсированная жидкость в дефлегматоре (называется флегмой) стекает в колонну. Из флегмы на тарелках в верхней части колонны при контакте с поднимающимися водно-спиртовыми парами извлекается спирт. При этом происходит укрепление или концентрирование водно-спиртовых паров. Данный процесс протекает непрерывно.
Несконденсированные пары из дефлегматора направляются в холодильник, где полностью конденсируются и охлаждаются. Выходит спирт-сырец (СС). Флегма, освобожденная от спирта, называется лютерной водой (Л), а бражка, из которой отогнан спирт - бардой (Б).
Требования к спирту-сырцу:
Внешний вид - прозрачная бесцветная жидкость без посторонних частиц.
Вкус и запах - характерный для используемого сырья, без привкусов и запахов посторонних веществ.
Крепость - не менее 88 % об.
Для очистки спирта-сырца от примесей можно использовать ректификационные установки периодического и непрерывного действия. В первых выход спирта составляет 75 %, во вторых - 94-96 %, поэтому последние более перспективны. Они состоят из 2-х, 3-х, 4-х и более колонн. Например, 2-колонная установка включает эпюрационную колонну, где из спирта-сырца выделяются головные примеси, и спиртовую, предназначенную для отделения промежуточных и хвостовых примесей. Такие установки обычно монтируются на ликероводочных заводах, куда поступает спирт-сырец.
Чаще всего на спиртзаводах получают ректификованный спирт непосредственно из бражки на брагоректификационных установках (БРУ). Брагоректификационные установки классифицируют по следующим признакам:
по рабочему давлению в колонне: работающие при атмосферном давлении и под вакуумом;
по технологическому принципу: прямого, косвенного и полупрямого (смешанного) действия;
по числу колонн: трех-, четырех-, пятиколонные и более.
БРУ обычно состоят из трех основных колонн (бражной, эпюрационной и спиртовой) и 1-3 дополнительных.
Бражная колонна служит для отделения летучей части бражки от нелетучей.
Эпюрационная колонна предназначена для выделения головных примесей. Спирт, освобожденный от головной фракции, называется эпюратом.
Спиртовая колонна служит для освобождения спирта от промежуточных примесей. Выходит спирт-ректификат.
В качестве дополнительных в случае необходимости могут быть установлены сивушная колонна (для выделения и концентрирования промежуточных примесей) и колонна окончательной очистки (отделяются концевые примеси, которые уходят вместе с головными).
Различия БРУ по технологическому принципу заключаются в способе включения бражной колонны в схему ректификации. На отечественных спиртзаводах в качестве типовых приняты БРУ косвенного действия (рис. 6).



Рис. 6. Принципиальные схемы брагоректификационных установок:
1 - бражная колонна; 2 - эпюрационная колонна; 3 - спиртовая колонна; П - греющий пар; А - бражка;
Б - барда; Л - лютерная вода; РС - ректификованный спирт; ГФ - головная фракция;
СМ - сивушное масло; Д - дефлегматор

В этих установках все колонны (бражная, эпюрационная и спиртовая) связаны между собой жидкостными потоками. Каждая колонна обогревается греющим паром.
В установках прямого действия (рис. 6) греющий пар поступает только в бражную колонну, а эпюрационная и спиртовая обогреваются водно-спирто-вым паром, выходящим из верхней части бражной колонны. Связь между колоннами - паровыми потоками. Головные примеси выделяют непосредственно из бражки в эпюрационной колонне, которая установлена над бражной.
В БРУ полупрямого (смешанного) действия (рис. 6) бражная и эпюрационная колонны связаны паровым потоком, а эпюрационная и спиртовая - жидкостным.
В зависимости от степени очистки этиловый ректификованный спирт подразделяют: на первый сорт (не используется в пищевой промышленности); высшей очистки; «Базис», «Экстра», «Люкс», «Альфа».
Спирты «Люкс», «Экстра» и «Базис» вырабатывают из различных видов зерна и смеси зерна и картофеля, причем «Люкс» и «Экстра» - только из кондиционного зерна. Спирт «Альфа» получают только из кондиционного зерна пшеницы и ржи или их смеси.
Спирты высшей очистки и первого сорта вырабатывают из зерна (в том числе и из некондиционного), картофеля, сахарной свеклы, мелассы или их смеси.
Спирт этиловый ректификованный должен удовлетворять следующим требованиям (ГОСТ Р 51652-2000):
Внешний вид - прозрачная жидкость без посторонних частиц
Вкус и запах - характерные для конкретного наименования этилового спирта, выработанного из соответствующего сырья, без привкуса и запаха посторонних веществ.
Физико-химические показатели приведены в таблице 4.
Таблица 4

Физико-химические показатели этилового ректификованного спирта

Наименование показателей
Норма для спирта


1 сорта
высшей
«Базис»
«Экстра»
«Люкс»
«Альфа»

Объемная доля этилового спирта, %, не менее

96,0

96,2

96,0

96,3

96,3

96,3

Проба на чистоту с Н2SО4
Выдерживает

Проба на окисляемость, мин, при 20 0С, не менее

10

15

20

20

22

20

Масс. конц. в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более:
альдегидов
эфиров
сивушного масла
свободных
кислот



10
30
35
20



4
15
8
15



5
13
5
15



2
10
6
12



2
5
6
8



2
10
6
12

Объемная доля метилового спирта, %, не более

0,05

0,05

0,05

0,03

0,03

0,003


10. Побочные продукты и отходы спиртового производства

Сивушное масло - побочный продукт ректификации. Это смесь высших спиртов, этилового спирта (10-40 %) и воды. Используют для получения амилового, бутилового, пропилового спиртов, которые применяют в органическом синтезе и лакокрасочной промышленности.
Головная фракция - побочный продукт ректификации. Содержит этиловый спирт (не менее 92 %), эфиры, альдегиды, метанол и воду. Представляет собой желто-зеленую жидкость с резким удушливым запахом. Используют для получения технического и денатурированного спиртов, этилацетата.
Барда - отход производства спирта. Содержит 5-8 % сухих веществ, которые представлены белками, углеводами, органическими кислотами, жирами, витаминами. Зерно-картофельная барда реализуется, в основном, на корм скоту, иногда применяется в качестве среды для выращивания кормовых дрожжей. Мелассная барда из-за высокого содержания минеральных веществ непосредственно в кормовых целях не используется, идет в производство сухих кормовых дрожжей.
Лютерная вода выделяется при концентрировании спирта в ректификационных и сивушных колоннах. Обогащена труднолетучими примесями спирта: сложными эфирами, кислотами. Имеет кислую реакцию, агрессивна по отношению к обычной стали. Используют для промывки сивушного масла, разгонки головной фракции, приготовления мелассного сусла, замеса. Остатки лютерной воды сбрасывают в канализацию.
Диоксид углерода. Газы, которые выделяются при брожении, на 99 % состоят из СО2. Примесями являются пары спирта, эфиры, альдегиды, органические кислоты. Они снижают качество СО2, нарушают режим работы установок, вызывают коррозию оборудования. Диоксид углерода очищают от примесей при контакте газов брожения с водой, так как большинство из них хорошо растворимы в воде. Затем газ сжимается, вода отделяется в водоотделителе, заполненным активным углем, цеолитом, силикагелем. Производят жидкий СО2, газообразный, твердую углекислоту (сухой лед).

Контрольные вопросы

Дайте характеристику этилового спирта.
Нарисуйте принципиальную схему производства спирта из зерно-картофельного сырья.
Назовите цели водно-тепловой обработки сырья.
Опишите изменения, происходящие с крахмалом, белками, некрахмальными полисахаридами, сахарами в процессе водно-тепловой обработки.
Перечислите стадии водно-тепловой обработки, назовите оптимальные температурные условия.
Охарактеризуйте основные способы разваривания сырья.
Назовите и дайте характеристику осахаривающих материалов.
Охарактеризуйте способы охлаждения и осахаривания разваренной массы. Приведите параметры процесса.
Назовите основные показатели осахаренного сусла.
Объясните, в чем отличия сернокислых дрожжей от молочнокислых.
Приведите режимы культивирования засевных и производственных дрожжей.
Сформулируйте цель брожения. Охарактеризуйте процессы, происходящие при брожении.
Дайте сравнительную характеристику периодического, циклического и непрерывно-поточного способов сбраживания.
Назовите основные показатели зрелой бражки.
Охарактеризуйте состав зрелой бражки.
Сформулируйте законы разделения бинарных смесей. Объясните на примерах действие этих законов при перегонке зрелой бражки.
Объясните физический смысл показателей «коэффициент испарения», «коэффициент ректификации».
Приведите классификацию примесей спирта в зависимости от значений их коэффициентов ректификации.
Дайте классификацию установок для выделения и очистки спирта.
Опишите принцип работы БРУ косвенного действия.
Назовите сорта спирта-ректификата и их основные показатели.
Назовите побочные продукты и отходы производства спирта, основные пути их использования.


2.1.2. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТА ИЗ МЕЛАССЫ

1. Подготовка мелассы к сбраживанию.
2. Сбраживание мелассного сусла.
3. Перегонка и ректификация спирта.


Отличительной особенностью получения спирта из мелассы в сравнении со схемой производства спирта из зерно-картофельного сырья является отсутствие стадий разваривания и осахаривания. Это связано с тем, что меласса уже содержит сахара (в основном сахарозу), которые могут сбраживаться без дополнительной подготовки. Технологическая схема (рис. 7) получения спирта из мелассы включает следующие основные стадии:
подготовку мелассы к сбраживанию;
приготовление мелассного сусла;
выращивание ЧК спиртовых дрожжей;
сбраживание сусла;
перегонку и ректификацию бражки.



















Рис. 7. Принципиальная технологическая схема производства спирта из мелассы
1. Подготовка мелассы к сбраживанию

Эта стадия включает ряд операций: химическое антисептирование, тепловую обработку, подкисление, внесение питательных веществ, осветление, гомогенизацию и выдержку.
Брожение мелассного сусла должно идти в условиях, исключающих развитие посторонней микрофлоры. Однако меласса всегда содержит определенное количество посторонних микроорганизмов, что приводит к потерям сухих веществ, нарушению процесса брожения, ухудшению качества спирта. Кроме того, брожение лучше всего протекает при рН около 5,0, в то время как рН доброкачественной мелассы лежит в слабощелочной области (6,9-8,0). Исходя из этого, мелассу необходимо обеззараживать и подкислять.
Мелассу обеззараживают хлорной известью, формалином или сульфанолом, подкисляют серной или соляной кислотой. При этом рН доводят до 5,1-5,3, если используется однопоточная схема сбраживания, и до 4,8-5,1 при двухпоточной схеме сбраживания (подкисляют в этом случае только ту часть сусла, которая идет для выращивания дрожжей).
Если меласса сильно инфицирована и не исправляется кислотами и антисептиками, то ее подвергают тепловой обработке. При средней степени инфицирования используют пастеризацию (нагревают мелассу до температуры 85-95 єС, выдерживают 50-60 мин, затем охлаждают до температуры 25-30 єС). В случае высокой степени инфицирования проводят стерилизацию путем нагревания мелассы до 110 єС и выдержки в течение 2 мин с последующим охлаждением. Во всех случаях мелассу предварительно разбавляют до содержания сухих веществ 45-50 %.
Для обеспечения активной жизнедеятельности дрожжей в процессе сбраживания мелассу обогащают питательными веществами. Источник фосфорного питания - 70 %-я ортофосфорная кислота, суперфосфат; азотистого питания - карбамид (мочевина), сульфат аммония; комплексного фосфорно-азотистого питания - диаммонийфосфат. Питательные вещества вводят в мелассу в виде водных растворов одновременно с кислотами.
На спиртзаводах, работающих по однопоточной схеме (где одновременно со спиртом получают хлебопекарные дрожжи), мелассу дополнительно осветляют. Для этого используют сепараторы-кларификаторы. Перед осветлением мелассу разводят водой в соотношении 1:1.
Подготовленную таким образом мелассу выдерживают не менее 8-ми час. Для стабилизации режима сбраживания ее гомогенизируют (усредняют состав) путем перемешивания насосом «на себя». Особенно гомогенизация необходима при переработке дефектной мелассы или смеси тростниковой и свекловичной.
Для обеспечения нормальной жизнедеятельности дрожжей и создания оптимальных условий брожения мелассу разбавляют водой до содержания сухих веществ в сусле 20-22 % при однопоточной схеме сбраживания, при двухпоточной схеме - сусло для выращивания дрожжей готовят концентрацией 12 % сухих веществ, а сусло для основного брожения концентрацией 32-34 % сухих веществ. Соотношение потоков сусла для дрожжей и основного при такой схеме 1:1, поэтому средняя концентрация сусла равна 22 % сухих веществ.

2. Сбраживание мелассного сусла

Для сбраживания мелассного сусла используют дрожжи рас В и гибридные Г. Чистую культуру дрожжей выращивают в лаборатории из пробирки до объема 3 дм3 при температуре 30 єС в три стадии. Продолжительность каждой стадии 24 часа. На первой стадии используют солодовое сусло, на последующих - мелассно-солодовое сусло.
Затем выращивание проводят в аппаратах чистой культуры (АЧК) в дрожжевом отделении. На этих стадиях используют мелассное сусло, температура выращивания 28-30 єС.
АЧК-1 - объем 20 дм3, продолжительность сбраживания 24 часа.
АЧК-2 - объем 100 дм3, продолжительность сбраживания 44-45 час.
АЧК-3 - объем 5000 дм3, продолжительность сбраживания 18 час.
Брожение в аппаратах чистой культуры ведут таким образом, чтобы при передаче дрожжей в следующий аппарат содержание спирта в бражке не превышало 3 % об.
Брожение проводят непрерывным одно- или двухпоточным способом. Оборудование для приемки мелассы, подготовки сусла и брожения в обеих схемах одинаково. Разница заключается в том, что при однопоточной схеме выращивание дрожжей и сбраживание сусла идет в среде с одинаковым содержанием сухих веществ (20-22 %). По двухпоточной схеме размножение дрожжей осуществляют на менее концентрированном сусле (12 % сухих веществ).
Во всех случаях сусло соответствующей концентрации поступает в дрожжегенератор, куда задают дрожжи из АЧК-3. Процесс накопления биомассы ведут до концентрации дрожжевых клеток 150-200 млн/см3 при температуре 28-30 єС в течение 6-10 час.
Из дрожжегенератора дрожжи одновременно с мелассным суслом (концентрацией 20-22 % сухих веществ по однопоточной схеме и 32 % сухих веществ в соотношении 1:1 при двухпоточной схеме) непрерывно поступают в первый аппарат бродильной батареи. Продолжительность брожения 18-20 час при температуре 28-30 єС. Крепость зрелой бражки 9,0-9,5 % об.
На перегонку бражка непрерывно отводится из последнего аппарата, который после мойки и стерилизации становится головным. При двухпоточном способе дрожжи из последнего бродильного аппарата сепарируют и направляют в головной аппарат. В результате такого многократного использования дрожжей снижаются затраты сахара на синтез новой биомассы и увеличивается выход спирта.

3. Перегонка и ректификация спирта

Перегонка и ректификация осуществляется на непрерывно действующих брагоректификационных установках. Спирт-сырец из мелассы отличается от зерно-картофельного отсутствием метанола и высоким (в 10-50 раз больше) содержанием альдегидов и сложных эфиров. В связи с этим из мелассы спирт- ректификат вырабатывают только двух сортов: первого и высшей очистки.
Однопоточная схема рекомендуется для заводов, выпускающих одновременно спирт и хлебопекарные дрожжи, при этом стойкость дрожжей при хранении выше; выход спирта составляет 83,4 %. Для заводов, которые получают только спирт, целесообразно использование двухпоточной схемы, так как в этом случае сахара сбраживаются более глубоко, образуется меньше побочных продуктов, выход спирта выше (85,4 %). В двухпоточной схеме используется меласса более высокого качества.
Чаще всего мелассу перерабатывают в смеси с зерном и картофелем.

Контрольные вопросы

Нарисуйте принципиальную технологическую схему производства спирта из мелассы. Объясните отличия ее от схемы производства спирта из зерно-картофельного сырья.
Объясните особенности однопоточной и двухпоточной схемы производства спирта из мелассы.
Перечислите стадии производства спирта из мелассы.
Назовите способы подготовки мелассы и приготовления мелассного сусла.
Назовите стадии размножения ЧКД для сбраживания мелассного сусла.
Охарактеризуйте основные параметры процесса сбраживания мелассного сусла.
Назовите основные отличия спирта-сырца и спирта-ректификата из мелассы от зерно-картофельного.


2.2. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТА ИЗ НЕПИЩЕВОГО СЫРЬЯ


2.2.1. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТА ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

1. Характеристика сырья.
2. Подготовка древесины к гидролизу.
3. Гидролиз древесины.
4. Подготовка гидролизата к сбраживанию.
5. Сбраживание гидролизного сусла.
6. Перегонка зрелой бражки.


1. Характеристика сырья

Себестоимость спирта из непищевого сырья более низкая, чем из зерна, картофеля или мелассы. В качестве сырья используют отходы деревоперерабатывающих предприятий: опилки, горбыли, рейки, дровяную древесину, а также отходы от переработки сельскохозяйственного сырья - хлопковую шелуху, кукурузные кочерыжки, подсолнечную лузгу. Заводы, получающие спирт из такого сырья, называются гидролизными.
Главная часть сырья - углеводы, в частности полисахариды (40-75 %): клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества. Они могут быть легко- и трудногидролизуемые.
Легкогидролизуемые (16-39 %) состоят из гемицеллюлоз и пектиновых веществ. При гидролизе дают моносахара (глюкозу, маннозу, галактозу, ксилозу, арабинозу) и уроновые кислоты (галактуроновую и глюкуроновую), а также небольшое количество уксусной кислоты и метанола.
Трудногидролизуемые (25-49 %) состоят, главным образом, из целлюлозы и небольшого количества гемицеллюлоз.
Кроме полисахаридов, древесина содержит до 20 % лигнина - полимера, состоящего из трех остатков мономерных фенольных соединений.
Лучшим сырьем для производства спирта является хвойная древесина, так как при гидролизе она дает больше гексоз, чем лиственная.
Производство спирта из древесины включает следующие стадии (рис. 8):
подготовку древесины к гидролизу;
гидролиз древесины;
подготовку гидролизата к сбраживанию;
сбраживание гидролизного сусла;
перегонку и ректификацию зрелой бражки.

2. Подготовка древесины к гидролизу

Поступающее на завод сырье сначала сортируют и освобождают от коры, так как в ней мало углеводов и много дубильных и минеральных веществ. Затем сырье измельчают до размеров щепы (длина до 35-ти мм, толщина до 5-ти мм, ширина от 10-ти до 70-ти мм). Если сырье не измельчать, то оно не успевает прогидролизоваться, что снижает выход спирта. В случае очень мелкого измельчения опилки засоряют гидролизат, уменьшают его выход и увеличивают продолжительность гидролиза.

























































3. Гидролиз древесины

Гидролиз осуществляется при высокой температуре в кислой среде с образованием моносахаров:

(С6Н10О5)п + пН2О п(С6Н12О6)
гексозаны гексозы
(С5Н8О4)п + пН2О п(С5Н10О5)
пентозаны пентозы

Это процесс сложный, многостадийный, идущий с образованием множества промежуточных продуктов. В результате гидролиза образуются водный раствор сахаров и других растворимых соединений древесины - гидролизат и твердый остаток - технический лигнин.
В состав гидролизата входят: глюкоза, манноза, галактоза, ксилоза, декстрины, фурфурол, уксусная и муравьиная кислоты.
Гидролиз ведут разбавленной серной кислотой в гидролизных аппаратах. Это стальной вертикальный цилиндрический резервуар с конической верхней и нижней частью. Внутренняя часть аппарата имеет кислотоупорный слой, наружная - теплоизоляцию.
Основной и широко используемый способ проведения гидролиза - периодический перколяционный, когда жидкая фаза проходит через слой неподвижной твердой фазы, последняя при этом обязательно полностью погружена в жидкость.
В аппарат через верхнюю горловину загружают измельченное сырье. Подогревают острым паром с давлением 0,6-0,7 МПа. Концентрированную серную кислоту смешивают с водой, нагретой до температуры 180-190 єС. Жесткость воды должна быть не более 0,7є. Разбавленная горячая серная кислота непрерывно протекает через сырье. Продолжительность гидролиза около 5-ти час.
Полученный гидролизат имеет температуру 150-180 єС. Его подвергают многоступенчатому охлаждению до температуры 100-115 єС путем последовательного прохождения через три соединенные вакуум- испарительные камеры.
В испарителях образуется конденсат, который состоит из фурфурола, метанола и уксусной кислоты. Из конденсата получают фурфурол.
В гидролизном аппарате остается твердый отход - лигнин. Он используется для производства теплоизоляционных плит, пластмасс и в качестве топлива.
Гидролизат содержит около 3,5 % сбраживаемых сахаров, кроме того, серную кислоту, фурфурол, метиловый спирт, а также растворимые полисахариды и декстрины (0,2-0,3 %). Последние не сбраживаются дрожжами, поэтому их подвергают гидролизу под действием кислоты. Этот процесс называется инверсия. Для этого гидролизат выдерживают 8 час при температуре 100 єС в растворе серной кислоты в специальных аппаратах - инверторах. Декстрины гидролизуются до сбраживаемых сахаров, количество которых увеличивается на 7-8 %.
На этой стадии образуются отходы - затвердевшая смола (осадок) и лигнин, который всплывает на поверхность. Осадок периодически удаляют из инвертора.

4. Подготовка гидролизата к сбраживанию

Гидролизат имеет слишком высокую температуру, очень низкий рН (1,3-1,4), содержит вредные примеси и недостаточное количество питательных веществ для дрожжей. В связи с этим не пригоден для сбраживания.
Поэтому горячий кислый гидролизат подвергают нейтрализации известковым молоком до рН 5-6 в сборниках-нейтрализаторах. Туда же подают питательные соли и аммиачную воду. Температура на этой стадии должна быть не менее 82 єС, иначе образуются кристаллы гипса, нарушающие работу брагоректификационных аппаратов.
Нейтрализованный гидролизат поступает в отстойники, где осветляется. Образующийся шлам в виде осадка сбрасывается в канализацию.
Охлаждение проводят в вакуум-охладительной установке до температуры 30-35 єС. При охлаждении образуется конденсат, из которого выделяют чистый фурфурол.
В результате всех проведенных операций получают гидролизное или древесное сусло, идущее на брожение.

5. Сбраживание гидролизного сусла

Гидролизное сусло содержит много веществ (фурфурол, органические кислоты), угнетающих жизнедеятельность дрожжевой культуры. Поэтому для сбраживания используют повышенную норму внесения дрожжей. На гидролизных заводах отсутствуют установки для получения ЧКД и производственных дрожжей, так как некоторые вещества древесного сусла являются антисептиками и предотвращают развитие посторонних микроорганизмов.
При пуске завода производственные дрожжи выращивают из сухих дрожжей в дрожжанках, а впоследствии многократно применяют отсепарированные дрожжи из зрелой бражки.
Подготовленное сусло смешивают в дрожжанке с дрожжевой суспензией в соотношении 10:1 и смесь насосом перекачивают в головной аппарат бродильной батареи. Способ брожения - непрерывно-поточный. Продолжительность брожения 5-7 час, температура 32-35 єС, концентрация дрожжей в батарее - 17-25 г/дм3.
Зрелую бражку из последнего аппарата перекачивают на фильтрование. Для этого используют сетчатый фильтр, где улавливаются частицы лигнина и коры.
Затем бражка подается на сепараторы, где делится на две части: отсепарированную бражку, которая поступает на перегонку и ректификацию, и дрожжевую суспензию, которая возвращается в дрожжанку.
СО2 из бродильных аппаратов утилизируют для получения жидкой и твердой углекислоты.

6. Перегонка зрелой бражки

Крепость зрелой бражки (1,0-1,5 % об.) в 6-8 раз ниже, чем бражки из зерно-картофельного сырья. Полученный при перегонке гидролизный спирт-сырец по сравнению с зерно-картофельным содержит много метанола (0,7-0,8 %), большое количество альдегидов, эфиров, фурфурола, но меньше сивушного масла.
При ректификации получают более чистый спирт. Используют брагоректификационные установки, включающие пять колонн: бражную, эпюрационную, ректификационную, метанольную и эфирную.
Гидролизный спирт имеет крепость до 96 % об., содержит до 0,05-0,1 % метанола и много других побочных продуктов: эфиров, альдегидов, кислот. Сернистые соединения отсутствуют.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику сырья для получения гидролизного спирта.
Нарисуйте принципиальную технологическую схему получения спирта из древесины и опишите стадии производства с указанием основных параметров.
Объясните сущность основных процессов, происходящих на стадиях: гидролиза древесины, подготовки гидролизата к сбраживанию, сбраживания сусла.
Охарактеризуйте состав зрелой бражки и гидролизного спирта в сравнении со спиртом из пищевого сырья.


2.2.2. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТА
ИЗ СУЛЬФИТНЫХ ЩЕЛОКОВ

1. Характеристика сырья.
2. Подготовка щелока к сбраживанию.
3 Сбраживание сульфитного щелока.
4. Перегонка зрелой бражки.


1. Характеристика сырья

Сульфитный щелок - отход целлюлозно-бумажного производства. Образуется при варке целлюлозы из древесины или других видов сырья в кислоте при температуре 140-160 єС под давлением. Варочная кислота - водный раствор сернистой кислоты (Н2SО3) и какого-либо основания (СаО, СаО с (NН4)2О и др.). Основание связывает часть сернистой кислоты, в результате образуются бисульфиты.
Сульфитный щелок содержит продукты гидролиза гемицеллюлоз, сернистую кислоту, растворимые углеводы, лигносульфокислоты и другие вещества. Концентрация растворимых соединений 10-14 %, сбраживаемых сахаров 1,0-1,5 %, рН 1,0-1,5.
Щелок используют в производстве этилового спирта, кормовых дрожжей, антибиотиков, растворителей, метилового спирта.
Сульфитный спирт самый дешевый. Он в 3 раза дешевле пищевого и почти в 2 раза дешевле гидролизного спирта.
Производство спирта из сульфитных щелоков включает следующие стадии (рис.9):
подготовку щелока к сбраживанию;
сбраживание;
перегонку бражки.

2. Подготовка щелока к сбраживанию

Сульфитный щелок, наряду со сбраживаемыми сахарами, содержит моносульфиты (NaHCO3), бисульфиты Са(НSO3)2, сернистый ангидрид (SO2). При подготовке щелока к сбраживанию все формы SO2 должны быть переведены в моносульфиты, так как свободный сернистый ангидрид является антисептиком и может привести к остановке брожения. Кроме того, бисульфиты связывают уксусный альдегид, и выход спирта при этом снижается. Моносульфиты не оказывают на процесс сбраживания отрицательного действия.
Для удаления SO2 и разрушения бисульфитов щелок продувают горячим воздухом или паром в течение 1-1,5 час при температуре не ниже 80 єС. Одновременно проводят в несколько стадий нейтрализацию щелока. Сначала нейтрализуют известковой суспензией или известковым молоком до рН 3,5 и перекачивают щелок насосом в отстойник, где в результате отстаивания отделяется шлам (осадок сульфита кальция).
На второй ступени щелок доводят до рН 4,4-4,8 путем добавления 25 %-го раствора аммиака. При этом щелок обогащается азотом, а также фосфором и калием (вносят соответственно суперфосфат и хлорид калия), которые необходимы для питания дрожжей.
Нейтрализованный щелок имеет температуру 80 єС. Его охлаждают до температуры 30-35 єС в пластинчатых теплообменниках либо в вакуум-испари-тельных камерах, что позволяет удалить часть вредных летучих веществ.


3. Сбраживание сульфитного щелока

Для сбраживания используют специальные расы сульфитных дрожжей, которые потребляют глюкозу, фруктозу, галактозу, маннозу и менее чувствительны к отрицательному действию сернистого ангидрида, чем бактерии. В качестве производственных используют повторно отбродившие дрожжи. Основное оборудование для сбраживания то же, что и в гидролизном производстве.
В сульфитном щелоке всегда содержатся мелкие целлюлозные волокна, на которых сорбируются дрожжи. При брожении выделяющийся СО2 поднимает на поверхность бродящей среды волокна с дрожжевыми клетками. Пузырьки диоксида углерода лопаются, а волокна с дрожжами оседают на дно аппарата и этот процесс повторяется до полного сбраживания сахаров. Данный способ брожения называется с плавающей насадкой.
Сбраживание проводят в батарее бродильных аппаратов. Концевой аппарат имеет мешалку и разделяющую перегородку, которая не доходит до дна на высоту 1 м. Эта перегородка делит аппарат на две части: дображивающую и осветляющую. В осветляющей части бражка освобождается от волокон и осевшая на дно масса насосом возвращается в головной бродильный аппарат.

4. Перегонка зрелой бражки

Зрелая бражка содержит 0,5-1,0 % об. спирта и летучие примеси: альдегиды, эфиры, высшие спирты, метанол, фурфурол, сероводород, сернистый ангидрид. По сравнению с гидролизной бражкой больше содержится альдегидов и эфиров. Перегонку бражки и ректификацию спирта проводят на непрерывно действующих брагоректификационных установках. В результате получают сульфитный спирт. Крепость его 96 % об. Содержит метанол от 2 до 8 % и трудно отделяемые сернистые соединения. Качество сульфитного спирта ниже, чем гидролизного.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику сульфитного щелока как сырья для получения спирта.
Нарисуйте принципиальную технологическую схему получения сульфитного спирта.
Опишите основные процессы, происходящие при нейтрализации сульфитного щелока, его сбраживании и перегонке зрелой бражки.
Дайте характеристику сульфитного спирта.







ГЛАВА 3. ПРОИЗВОДСТВО ПИВА

1. Характеристика напитка.
2. Основные стадии производства.
3. Очистка и дробление зернопродуктов.
4. Затирание зернопродуктов.
5. Фильтрование затора.
6. Кипячение сусла с хмелем.
7. Осветление и охлаждение сусла.
8. Брожение пивного сусла.
9. Дображивание и выдержка молодого пива.
10. Осветление пива.
11. Розлив пива.
12. Стойкость пива и способы ее повышения.


1. Характеристика напитка

Пиво - слабоалкогольный напиток, насыщенный диоксидом углерода, с характерным хмелевым вкусом и ароматом.
Существует три группы сортов пива: светлые, темные и полутемные.
Светлые сорта (Жигулевское, Рижское, Невское, Ячменный колос, Ленинградское и др.) готовят из светлого ячменного солода с добавлением несоложеных материалов (риса, пшеницы, кукурузы, сахара). Вкус и аромат пива хмелевой. Для этих сортов характерна более высокая степень сбраживания.
Темные (Украинское, Мартовское, Портер и др.) - отличаются выраженным солодовым вкусом и ароматом, темной окраской. Наряду со светлым и темным солодом используют красящие солода (жженый, карамельный).
Полутемные - занимают промежуточное положение между первыми двумя группами сортов.
В настоящее время выпускается более 200 сортов пива.
Кроме сырья, пиво различается значением экстрактивности начального сусла, которое лежит в пределах 8-23 %. Чем выше экстрактивность сусла, тем больше спирта содержится в пиве (от 2,8 до 9,4 % об.).
Пиво обладает пищевой (в нем содержатся углеводы, белки, витамины, органические кислоты, минеральные вещества) и энергетической ценностью (калорийность пива от 30 до 85 ккал в 100 г напитка). Главные свойства пива - вкус, цвет, прозрачность, пенистость и стойкость пены. Качество пива оценивается ГОСТ Р 51174-98 «Пиво. Общие технические условия».







2. Основные стадии производства



Производство пива состоит из следующих основных стадий (рис. 10):
приготовление пивного сусла (включает операции: очистку и дробление зернопродуктов; приготовление затора; фильтрование затора; кипячение сусла с хмелем; осветление и охлаждение охмеленного сусла);
сбраживание сусла;
дображивание и созревание молодого пива;
осветление пива;
розлив готового напитка.

3. Очистка и дробление зернопродуктов

Солод после отлежки перед подачей в производство очищают от пыли, остатков ростков на солодополировочной машине. При этом поверхность солода становится блестящей, вкус чистым. Ячмень освобождают от примесей на воздушно-ситовом сепараторе. Металлические примеси отделяют от солода и несоложеного сырья на магнитных сепараторах или колонках. Очищенное сырье поступает на дробление.
Основная цель дробления - облегчить извлечение из зернового сырья экстрактивных веществ.
Зерно солода состоит из оболочек и эндосперма, которые измельчаются по-разному. Дробление осуществляют таким образом, чтобы оболочки разрушились в меньшей степени, иначе содержащиеся в них вещества (фенольные и минеральные) перейдут в раствор, что отрицательно скажется на вкусе и цвете пива.
Кроме того, сильно раздробленные оболочки ухудшают фильтрование затора.
Эндосперм, состоящий в основном из крахмала, необходимо измельчать как можно тоньше, чтобы экстрактивные вещества полнее перешли в раствор.
Дробленый солод (помол) - смесь частиц разной величины: шелухи (образуется при измельчении оболочки), крупной крупки (дают кончики зерна), мелкой крупки и муки (образуются при измельчении эндосперма).
Степень помола зависит от способа фильтрования (таблица 5).

Таблица 5

Оптимальный состав помола

Состав помола, %
Фильтрование


в фильтрационном чане
на фильтр-прессе

Шелуха
20
9-12

Крупная крупка
18-22
12-15

Мелкая крупка
30 -35
30-35

Мука
20-30
до 45


Дробление солода производится в дробильном отделении. Используют двух-, четырех- или шестивальцовые солододробилки. Вальцы гладкие, и солод, проходя между ними, раздавливается.
Ячмень и другое несоложеное сырье имеет более твердую консистенцию, поэтому для его измельчения применяют мельничные станки. Рабочий орган - рифленые вальцы. Они вращаются навстречу друг другу с различной скоростью и разрезают зерно наподобие ножниц.

4. Затирание зернопродуктов

Цель затирания - перевод в раствор экстрактивных веществ сырья при помощи воды определенной температуры и собственных ферментов солода.
Количество зернового сырья, предназначенного для затирания, называется засыпью, а необходимое количество воды - наливом. Соотношение воды и зернопродуктов лежит в пределах 1:4-1:5. Смесь дробленых зернопродуктов и воды - затор.
Солод и другие зернопродукты состоят из растворимых и не растворимых в воде соединений. Водорастворимые вещества легко и быстро переходят в раствор без участия ферментов. Но таких веществ в сырье мало (10-15 % к массе сухих веществ в солоде, в ячмене - в два раза меньше).
Нерастворимая часть зерна - крахмал, белки, некрахмальные полисахариды. Для перевода этих соединений в растворимое состояние их подвергают ферментативному гидролизу в ходе затирания.
Гидролиз крахмала. Происходит под действием амилолитических ферментов (
·- и
·-амилаз). Расщепление крахмала на продукты, которые не дают с йодом цветной реакции, называется осахариванием. Оно протекает в три стадии: клейстеризация, разжижение и собственно осахаривание.
Клейстеризация происходит при нагревании суспензии крахмала в воде, в результате образуется вязкий клейстер. Температура клейстеризации ячменного крахмала 75-80 єС, солодового - 60 єС.
Разжижение - результат действия
·-амилазы. В итоге вязкость крахмаль-ного клейстера снижается.
Осахаривание происходит при совместном действии
·- и
·-амилаз.
Основные продукты гидролиза крахмала под действием:

·-амилазы - низкомолекулярные декстрины, мальтоза, глюкоза;

·-амилазы - высокомолекулярные декстрины, мальтоза, мальтотриоза.
Оптимальные условия действия:

·-амилазы - температура 70 єС; рН 5,7;

·-амилазы - температура 60-65 єС; рН 4,8.
Во время выдержки затора при температуре 63 єС (мальтозная пауза) - образуется большое количество мальтозы, при температуре 70 єС (пауза осахаривания) образуется как мальтоза, так и декстрины.
Общее количество сбраживаемых сахаров (глюкоза + мальтоза) должно составлять 50-60 %.
Гидролиз белков. При смешивании солода с водой в раствор переходит часть азотистых веществ (растворимые белки, полипептиды и аминокислоты, которые образовались при проращивании). Гидролиз основной части белков протекает под действием протеолитических ферментов: эндо- и экзопептидаз.
Основные продукты гидролиза. Эндопептидазы гидролизуют белки до полипептидов и пептидов. Экзопептидазы расщепляют пептиды и полипептиды до аминокислот. В основном, при затирании действует первая группа ферментов, так как они термостабильны и сохраняют свою активность при сушке солода.
Оптимальные условия действия:
- эндопептидаз - температура 45-50 єС, рН 4,6-5,0;
- экзопептидаз - температура 40-45 єС, рН 7-8.
При затирании проводят белковую паузу при температуре 50-52 єС.
Гидролиз некрахмальных полисахаридов способствует снижению вязкости затора и улучшению фильтрации, а также облегчает доступ амилаз и протеаз к содержимому клеток. Происходит под действием комплекса цитолитических ферментов.
Основные продукты гидролиза - гексозы и пентозы.
Оптимальные условия цитолиза: рН 4,5-4,8; температура 40-45 єС (цитолитическая пауза).
Гидролиз фосфорорганических соединений. Происходит под действием фермента фитазы. Она отщепляет от фитина инозитфосфорную кислоту, а затем расщепляет ее на шестиатомный спирт инозит и фосфорную кислоту. Образующиеся фосфаты создают буферность затора и используются при брожении в процессах фосфорилирования сахаров. Оптимальные условия действия: температура 48 єС, рН 5,2.
Действие основных групп гидролитических ферментов лучше протекает в слабокислой среде, поэтому затор подкисляют молочной кислотой или гипсом.
Глубину ферментативных процессов регулируют температурой, продолжительностью пауз, рН среды и кипячением отдельных частей затора.
Приготовление пивного сусла осуществляется в варочных агрегатах. Это комплекс, состоящий из заторного, фильтрационного и сусловарочного аппаратов, соединенных трубопроводами между собой. Они бывают двух-, четырех и шестиаппаратные в зависимости от количества входящих в их состав котлов. Например, 6-аппаратные состоят из 2-х заторных, 2-х фильтрационных и 2-х сусловарочных аппаратов.
Затирание проводят двумя основными способами: настойным и отварочным. Каждый из них имеет несколько разновидностей.
Настойные способы характеризуются медленным нагреванием всего затора до 75 єС без кипячения. Способ непродолжителен, сусло по углеводному и азотистому составу лучше, энергоемкость меньше, однако высокий выход экстракта обеспечивается только при переработке солода хорошего качества.
Пример настойного способа затирания. Дробленый солод смешивают с водой при температуре 40-45 оС и медленно нагревают по следующему режиму:


13 EMBED Equation.3 1415

Далее затор направляют на фильтрацию.
Отварочные способы отличаются кипячением отдельных частей затора (отварок) и последующим смешиванием их с некипяченой частью. При этом температура всего затора повышается до 75 єС. Отварки проводят с целью улучшения разваривания и клейстеризации крахмала, что в дальнейшем облегчает ферментативный гидролиз и, в конечном итоге, увеличивает выход экстракта. Различают одно-, двух- и трехотварочные способы.
Пример одноотварочного способа затирания.
В первом заторном котле дробленый солод смешивают с водой с температурой 54-56 єС. Температура затора становится равной 50-52 єС. При этой температуре затор выдерживают 30 мин (белковая пауза).
Затем отбирают 1/3 густую часть (отварка) во второй заторный котел и проводят процесс затирания по следующему режиму:

13 EMBED Equation.3 1415

Затем отварку возвращают в первый котел и объединяют обе части затора. Температура становится равной 62-63 єС. Далее процесс ведут по режиму:

13 EMBED Equation.3 1415

Полноту осахаривания проверяют по йодной пробе. Скорость подогрева затора - 1 єС в минуту.
Так как солод является дорогостоящим сырьем, то в настоящее время часть солода заменяют несоложеным ячменем в количестве 15-30 %. В этом случае при затирании используют ферментные препараты: Амилосубтилин Г10х, Амилоризин П10х, МЭК и другие.

5. Фильтрование затора

Цель фильтрования - отделение жидкой части затора (сусла) от твердой (дробины).
Разделение затора проводят на фильтрационных аппаратах (чаще всего) или фильтр-прессах. В первом случае фильтруют через слой дробины высотой 30-40 см, во втором - через ткань. Основой фильтрующего слоя в фильтрационном аппарате является шелуха.
Процесс фильтрования делится на две стадии: сначала отделяют первое сусло, а затем горячей водой вымывают из пивной дробины оставшийся в ней экстракт.
Температура при фильтрации и промывке должна быть 75-80 єС. Общая продолжительность процесса 5-6 час. Концентрация первого сусла 15-17 %.
Промывные воды с концентрацией сухих веществ больше 0,5 % присоединяют к первому суслу, с меньшей концентрацией - используют для последующих циклов затирания вместо воды. Солодовая дробина - ценный отход производства, идет в основном на корм скоту.

6. Кипячение сусла с хмелем

После фильтрации первое сусло и часть промывных вод самотеком поступает в сусловарочный котел, где происходит кипячение сусла с хмелем. В процессе кипячения достигаются следующие цели:
Ароматизация сусла. Из хмеля извлекаются горькие и ароматические вещества, что обусловливает хмелевой вкус и аромат пива.
Стабилизация состава сусла за счет инактивации ферментов при высокой температуре.
Коагуляция белков. Происходит за счет взаимодействия фенольных веществ хмеля, имеющих отрицательный заряд, с положительно заряженными белками сусла. В результате образуются нерастворимые белково-фенольные комплексы, которые выпадают в осадок. Это приводит к осветлению сусла и повышению коллоидной стойкости пива.
Стерилизация сусла. Высокая температура способствует гибели микроорганизмов, что обусловливает в дальнейшем нормальное протекание процесса брожения и получение биологически стойкого продукта.
Упаривание сусла. После добавления промывных вод сусло сильно разбавляется. Кипячение сопровождается значительным испарением воды. К концу процесса для каждого сорта пива должна быть достигнута необходимая экстрактивность начального сусла: для Жигулевского 11 %; Московского 13 %; Рижского 12 % и т.д.
Продолжительность кипячения 1,5-2,0 час. Проводится в сусловарочном котле.
Количество вносимого хмеля, в основном, зависит от типа и сорта пива, качества хмеля (содержания
·-кислоты). Например, для Жигулевского 18-22 г/дал; Рижского 30 г/дал. Норма внесения хмеля пересчитывается исходя из содержания в нем (-кислоты (чем ее больше, тем меньше расход хмеля).
Вносят хмель в 1, 2, 3 или 4 приема. Например, в два приема для 11 %-го сусла рекомендуется вносить 90 % хмеля через 10 мин после закипания сусла и 10 % за 30 мин до окончания кипения.
Часть шишкового хмеля можно заменять (до 50 %) хмелевыми препаратами (брикетированным, гранулированным хмелем, экстрактами).
Главный показатель окончания кипячения - концентрация сухих веществ сусла. Кроме того, измеряют его объем.
Хмелевая дробина содержит около 20 % общего количества горьких веществ хмеля. Имеет темно-бурый цвет и горький вкус. На корм скоту ее используют только в смеси с пивной дробиной или же используют в качестве подстилки для скота.
7. Осветление и охлаждение сусла

Цель данной стадии - осаждение взвешенных частиц, понижение температуры сусла и насыщение его кислородом.
В горячем охмеленном сусле отсутствует воздух, в нем содержатся грубые и тонкие взвеси, образовавшиеся при кипячении его с хмелем (влияют на процессы брожения, дображивания и стойкость), скоагулированные белки, придающие пиву грубую горечь. Процесс осветления сусла осуществляется двумя основными способами: отстаиванием и сепарированием.
Отстаивание - взвеси оседают под действием силы тяжести. Используют отстойный аппарат - цилиндрический резервуар с наклонным дном. Одновременно сусло в аппарате охлаждается до 60 єС в течение 1,5-2,0 час за счет имеющегося внутри змеевика, куда подается холодная вода. Так как отстойник не является герметично закрытым сосудом, то сусло насыщается кислородом воздуха. Недостатки данного способа осветления - длительность процесса, возможность инфицирования сусла, потери сусла в осадке.
Седиментация взвесей под действием центробежной силы происходит в сепараторах, однако они достаточно энергоемки. В настоящее время для осветления используют гидроциклонные аппараты, представляющие собой цилиндрический сосуд с плоским наклонным днищем. Отделение взвесей происходит за счет центростремительных сил, так как сусло вводится тангенциально под углом 36є к обечайке аппарата со скоростью 15-20 м/с, что вызывает вращение сусла. В результате взвеси оседают в центре аппарата в виде конусообразного осадка. За счет высокой температуры (90 єС) сусло стерильное, длительность процесса 20-40 мин. Основной недостаток - отсутствует насыщение кислородом воздуха.
Сусло охлаждают, в основном, в пластинчатых теплообменниках до температуры 6-7 єС при низовом брожении и до 14-16 єС при верховом.
Для нормальной жизнедеятельности дрожжам необходим кислород в количестве 6-8 мг/дм3. Насыщение кислородом происходит путем физического растворения и химическим путем (за счет потребления его на окислительные процессы). Физическое растворение начинается при температуре ниже 40 єС. В основном, кислород связывается химическим путем. В результате окислительных процессов снижается хмелевая горечь и аромат, сусло темнеет.
После осветления сусла остается отход - белковый отстой. Он может идти на корм рыбам, на получение белковых гидролизатов, которые используют для выращивания хлебопекарных дрожжей.

8. Брожение пивного сусла

В пивоварении процесс сбраживания сусла делят на две стадии: главное брожение и дображивание, протекающие при различных температурах и в разных производственных отделениях.
При главном брожении сбраживается основное количество сахаров сусла. В результате получается молодое пиво - мутная жидкость со своеобразным ароматом и вкусом.
В пивоварении для сбраживания используют пивные расы дрожжей, чаще всего низового брожения Saccharomyces carlsbergensis, реже верхового брожения Saccharomyces cerevisiae (при производстве Бархатного пива, эля).
При главном брожении протекают следующие основные процессы:
Биологические - связаны с размножением дрожжей, количество которых при главном брожении увеличивается по сравнению с первоначальным в 2-4 раза.
Биохимические - процессы спиртового брожения, т.е. превращение сбраживаемых сахаров в спирт и СО2.

С6Н12О6 2С2Н5ОН + 2СО2 + Q

В результате этого снижается массовая доля сухих веществ сусла (например, для Жигулевского с 11 % до 4,2-4,4 %) и образуется спирт.
Кроме основных продуктов брожения, в молодом пиве накапливаются побочные и вторичные (высшие спирты, альдегиды, эфиры, кислоты), которые придают вкус и аромат готовому напитку.
При брожении снижается рН с 5,3-5,5 в сусле до 4,2-4,2 в молодом пиве. Это происходит за счет образования СО2 и органических кислот.
Физико-химические процессы характеризуются изменением окислительно-восстановительного потенциала (rH2). За счет потребления кислорода дрожжами rH2 понижается с 20 в сусле до 10 в молодом пиве. Чем ниже этот показатель, тем пиво более качественно.
Во время брожения пиво насыщается СО2. По окончании главного брожения содержание СО2 составляет 0,2 % масс. Растворимость его возрастает с понижением температуры. Поэтому, чтобы сохранить максимальное количество СО2 в молодом пиве, в конце главного брожения температуру понижают.
В зависимости от температуры различают холодный и теплый режим брожения. Холодный - при температуре 6-9 єС, теплый - при температуре 9-14 єС.
Норма введения дрожжей в среднем 0,4-0,7 дм3/100 дм3 сусла, при этом в 1см3 сусла содержится около 20-25 млн. клеток.
Брожение протекает в бродильном отделении. Бывают наземные и подземные отделения. Температура 6-8 єС. Для охлаждения помещения используют рассольные батареи или воздушное охлаждение (оно предпочтительнее).
Бродильные аппараты применяют открытые и закрытые (чаще всего). Изготавливают из металла. Отличительная особенность - наличие змеевика или рубашки для охлаждения бродящей среды.
При брожении за счет выделения тепла температура сусла повышается. Охлаждение производится путем подачи хладоагента (рассол, гликоль) в змеевик или рубашку. Молодое пиво в конце брожения охлаждают для оседания дрожжей и осветления продукта. Скорость охлаждения 1 єС в сутки, так как дрожжи очень чувствительны к перепаду температур.
Контролируют процесс брожения по изменению температуры и концентрации сухих веществ. Главное брожение считается законченным при достижении определенной степени сбраживания. Степень сбраживания (V) - отношение количества сброженного экстракта к первоначальному экстракту сусла, выраженное в процентах.
V = (Е - е) * 100 / Е,

где Е - экстракт начального сусла, %;
е - экстракт молодого пива, %.

Различают экстракты пива видимый (определяют при наличии в пиве спирта и СО2) и действительный (определяют после удаления спирта и СО2). Соответственно рассчитывают видимую и действительную степень сбраживания. Для Жигулевского пива видимый экстракт 4,5-4,0 %, видимая степень сбраживания 59,1- 63,6 %.
Продолжительность брожения составляет: для 11-13 %-го сусла - 7-8 суток, для сортов с более высоким содержанием экстракта 9-11 суток.
По окончании главного брожения молодое пиво охлаждают до температуры 4 єС и перекачивают насосом в отделение дображивания для выдержки, а дрожжи, осевшие на дно аппарата, - в дрожжевое отделение.
Основной аппарат для хранения, обработки, а также съема дрожжей - монжю, кроме того, применяют бытовые эмалированные ванночки.
Часть дрожжей используют повторно в качестве семенных, избыточные дрожжи идут на корм скоту, сушку, получение различных препаратов (автолизатов, гидролизатов), ферментов.
Семенные дрожжи подрабатывают: для удаления механических загрязнений пропускают через дрожжевое сито и промывают биологически чистой водой с температурой 1-2 єС; для освобождения от посторонних микроорганизмов проводят обработку кислотами (серной, ортофосфорной) и другими химическими веществами.
Хранят дрожжи под слоем воды, молодого пива или сусла при температуре 0-2 єС не более 2-3 суток.
Кроме избыточных дрожжей, еще одним отходом при брожении является СО2. Может быть утилизирован в виде жидкого или сжатого СО2, либо в виде твердой углекислоты (сухой лед). Используется на предприятии для карбонизации пива или в производстве безалкогольных напитков.

9. Дображивание и выдержка молодого пива

Молодое пиво после главного брожения передается на дображивание. При дображивании протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно, так как температура значительно ниже (0-2 єС) и меньше концентрация дрожжевых клеток (1,5-3,5 млн./см3).
Основные процессы при дображивании: сбраживание оставшегося экстракта и насыщение пива СО2; осветление пива; улучшение вкуса и аромата напитка.
Насыщение пива СО2. При дображивании пиво насыщается углекислотой, в результате чего приобретает резкий и полный вкус, повышенную пенистость и стабильность. Содержание СО2 в молодом пиве 0,20 %, в готовом пиве перед розливом должно быть 0,35-0,40 %, чтобы обеспечить в разлитом напитке 0,30- 0,33 %. Учитывая потери углекислоты при перекачках, фильтрации и розливе, для накопления нужного количества СО2 необходимо, чтобы в молодом пиве в конце главного брожения остался 1 % сбраживаемых сахаров.
Диоксид углерода находится в пиве в трех формах: в свободной (в виде газа), растворенной (с водой образует угольную кислоту, которая является нестойкой и распадается на Н2О и СО2) и связанной (со спиртами, белками и другими поверхностно-активными веществами). Наиболее прочная форма связи - последняя.
Для перевода газообразной формы СО2 в растворимую необходимо соблюдение ряда условий.
Растворимость газов в жидкости подчиняется закону Генри:

С = КР,

где К - константа, которая зависит от температуры;
Р - парциальное давление газа над жидкостью.

Исходя из этого, количество растворенного в напитке диоксида углерода тем больше, чем выше давление и ниже температура.
Давление в аппарате дображивания создается углекислотой, которая не успевает раствориться в пиве. Это давление называется шпунтовым и лежит в пределах 0,03-0,07 МПа.
Осветление пива. Молодое пиво содержит большое количество дрожжевых клеток и других взвешенных частиц. Количество этих частиц возрастает с понижением температуры за счет образования белково-фенольных комплексов. При дображивании за счет низкой температуры и отсутствия перемешивания эти комплексы оседают, и пиво частично осветляется. Кроме того, дрожжевые клетки, оседая, адсорбируют на своей поверхности мелкие частицы скоагулированных веществ и также увлекают их в осадок.
Улучшение вкуса и аромата пива. При дображивании улучшается вкус пива, исчезает грубый привкус дрожжей (за счет оседания клеток) и хмелевой горечи (за счет коагуляции и старения хмелевых смол).
Необходимый букет пиво приобретает в результате химических реакций. При брожении образуются побочные продукты (более 50-ти соединений) - высшие спирты, альдегиды, эфиры, кислоты. При дображивании в результате окислительно-восстановительных реакций в пиве исчезают вещества, которые придают ему неприятный, незрелый аромат. Уменьшается содержание альдегидов, увеличивается концентрация эфиров и кислот. Вследствие этого вкус и аромат пива облагораживаются.
Важные соединения, которые влияют на органолептику напитка, - дикетоны (диацетил и ацетоин). В большом количестве отрицательно влияют (особенно диацетил) на качество пива.
Отделения дображивания бывают наземные и подземные. Конструкция аппаратов дображивания аналогична бродильным, отличия: герметично закрыты для улавливания СО2; снабжены регуляторами давления - шпунт-аппарата-ми, которые настраивают на давление 0,03-0,05 МПа; отсутствуют змеевики или рубашки охлаждения. Охлаждается (до 0-2 єС) непосредственно само помещение, где расположены аппараты.
Шпунтование проводят через 1-3 суток после начала дображивания. При дображивании контролируют осветление, температуру, давление.
Срок дображивания (в сутках) зависит от экстрактивности начального сусла: для 11 %-го пива (Жигулевское) - 21; 13 %-го (Украинское) - 30; 20 %-го (Ленинградское) - 90.
За 1-2 суток до окончания выдержки пива отбирают пробы. Определяют спирт, кислотность, цвет, степень сбраживания. При соответствии показателей требованиям стандарта пиво направляют на фильтрацию и розлив.

10. Осветление пива

В пиве после выдержки содержится до 0,15 % мас. частиц твердой фазы. Главным образом, это дрожжи и микроорганизмы размером 1-10 мкм, а также коллоидные вещества размером 0,1-10 мкм (высокомолекулярные белки и углеводы, полифенолы).
Все эти частицы обусловливают мутность пива. Основная масса (около 90 %) твердой фазы - дрожжи. Для достижения желаемой прозрачности пиво подвергают осветлению. Проводят двумя способами: фильтрацией и сепарированием.
При сепарировании под действием центробежной силы отделяются только крупные частицы (дрожжи и скоагулированный белок). Коллоидные частицы на сепараторе не выделяются. Из-за повышения температуры за счет трения барабана сепаратора о воздух пиво нагревается, что приводит к снижению его коллоидной стойкости и потерям СО2.
Фильтрация обеспечивает лучшие технологические качества пива. Проводится с помощью различных фильтрующих материалов: намывных, волокнистых, зернистых, а также полупроницаемых мембран.
Сущность фильтрации заключается в механическом и адсорбционном действии.
Механическим путем отделяются крупные частицы (дрожжи). Адсорбцией удерживаются частицы, размер которых меньше пор фильтрующего материала. Таким образом, удаляются из пива коллоидные вещества.
В настоящее время для осветления пива, в основном, применяют фильтрацию на намывных фильтрах. В качестве вспомогательного фильтрующего материала используют диатомит (кизельгур) - кремнистые панцири отмерших одноклеточных микроскопических водорослей (диатомей).
При фильтрации изменяются свойства пива: снижается вязкость, пенообразование, содержание экстракта, диоксида углерода.
Для уменьшения потерь СО2 перед осветлением пиво охлаждают на пластинчатых односекционных теплообменниках до температуры 0-1 єС.
Пиво на фильтрацию транспортируют при постоянном давлении для предотвращения вспенивания и потерь СО2. Давление должно быть выше шпунтового, так как на пути приходится преодолевать сопротивление трубопроводов, фильтра, теплообменников.
В случае недостаточного содержания в пиве СО2 его подвергают карбонизации - искусственному насыщению диоксидом углерода. Карбонизацию проводят также с целью увеличения биологической стойкости напитка и улучшения вкуса.
Пиво можно карбонизировать непосредственно в сборниках фильтрованного пива (форфасах) либо в карбонизаторах различного типа (колончатых, в потоке). Карбонизатор устанавливают после охладителя перед форфасом.

11. Розлив пива

После фильтрации и карбонизации пиво выдерживают в форфасах под избыточным давлением не ниже 0,05 МПа в течение 5-8 час при температуре 0,5-1 єС для стабилизации его показателей и дополнительного растворения СО2.
После выдержки пиво направляется на розлив. При розливе в напитке могут произойти следующие изменения: потери СО2 и окисление пива кислородом воздуха. Это приводит к понижению коллоидной и биологической стойкости, ухудшению вкуса, увеличению цветности пива.
Для устранения этих недостатков необходимо подавать пиво на розлив под давлением СО2; при наливе в бутылки предварительно заполнять их диоксидом углерода; проводить изобарический розлив, т.е. при равенстве давлений в бутылке и емкости, из которой пиво разливают.
Пиво разливают в следующие виды тары: стеклянные и полимерные бутылки, жестяные банки, кеги; автотермоцистерны (бестарный розлив).
В основном, пиво разливают в стеклянные бутылки. Пивные бутылки изготавливают из стекла темно-зеленого или коричневого цвета для предотвращения отрицательного воздействия на пиво ультрафиолетовых лучей. Используют новые (со стекольных заводов) и оборотные (бывшие в употреблении) бутылки.
Розлив включает следующие операции: приемку и выемку бутылок из ящиков, мойку тары, инспекцию, наполнение тары, укупорку, бракераж, этикетировку, укладку бутылок в ящики, хранение готовой продукции и отпуск ее в торговую сеть.
Для мойки предусмотрены бутыломоечные машины (БММ). Новые бутылки только ополаскивают горячей водой. Оборотные бутылки моют поочередно теплой (40-45 єС), горячей (60-65 єС) водой с добавлением 1-2 % раствора щелочи. Затем бутылки ополаскивают несколько раз теплой и холодной водой. Температурный режим в БММ ступенчатый с постепенным повышением и понижением температуры моющих растворов для предотвращения боя бутылок.
Для контроля чистоты бутылок предусмотрен бракеражный автомат (представляет собой световой экран).
Розлив пива производится на разливочных автоматах в изобарических условиях по уровню.
Укупорку осуществляют на укупорочных автоматах металлическими корончатыми крышками - кронен-пробками.
Для проверки качества укупорки и полноты налива предусмотрен инспекционный (бракеражный) автомат.
Внешнее оформление бутылки (наклейка этикетки, контрэтикетки, кольеретки) проводят на этикетировочном автомате.
Укладку бутылок в ящики, а также выемку из них производят на соответствующих автоматах.
В настоящее время для розлива широко используют легкие пластиковые бутылки, изготовленные из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Для укупорки служит колпачок с перфорированным кольцом в нижней части.
Кеги - это стальные бочки вместимостью чаще всего 50 и 100 дм3.
Принцип розлива в кеги, автоцистерны аналогичен бутылочному и производится в изобарических условиях.

12. Стойкость пива и способы ее повышения

Стойкость - способность напитка противостоять помутнению. Это время в сутках, в течение которого пиво остается прозрачным при температуре 20 єС. Стойкость пива непастеризованного не менее 8-ми суток, пастеризованного - не менее 30-ти суток.
Помутнения бывают биологические и коллоидные.
Биологические помутнения вызваны развитием в пиве микроорганизмов - дрожжей и бактерий (молочнокислых, уксуснокислых, группы кишечной палочки).
Основной фактор, который определяет биологическую стойкость пива - санитарно-гигиеническое состояние производства. Пиво - благоприятная среда для развития микроорганизмов. Но обильного роста не происходит из-за низкого рН среды, высокой концентрации спирта и СО2, наличия хмелевых смол.
Основной способ повышения биологической стойкости - пастеризация. Пиво нагревают до 63-80 єС. Чаще всего используют два вида пастеризации: бутылочную (в пастеризаторах туннельного типа, устанавливают после укупорочного автомата) и в потоке (в тонком слое в пластинчатых пастеризаторах, устанавливают перед разливочным автоматом). Предпочтительнее последний вид термической обработки, так как длительность процесса резко сокращается (2,5 мин), свойства пива (вкус, цвет) сохраняются. Однако главный недостаток пастеризации пива в потоке - возможность вторичного инфицирования в цехе розлива.
Кроме пастеризации, используют обеспложивающую фильтрацию (холодную стерилизацию) - пиво проводят через специальный фильтр-картон (обеспложивающий) или мембраны, размеры пор которых меньше размера частиц микроорганизмов. Качество пива не изменяется.
Коллоидные помутнения - обусловлены химическим составом пива, в основном, повышенным содержанием высокомолекулярных белков, полифенолов, полисахаридов. В основе образования коллоидной мути лежит реакция между полипептидами и полифенолами, в результате образуются сложные комплексы, которые имеют меньшую растворимость, чем исходные вещества.
Способы повышения коллоидной стойкости пива: технологические и специальные (химические, адсорбционные, ферментативные, применение антиоксидантов).
Технологические приемы связаны с выбором качественного сырья и соблюдением технологических режимов.
Из специальных способов наибольшее распространение получили адсорбционные. Заключаются в удалении веществ, которые могут образовывать муть, путем адсорбции. Полипептиды удаляют алюмосиликатами, силикагелем, бентонитом; полифенолы - полиамидными смолами (поливинилполипирролидоном - ПВПП).
Для снижения возможности образования коллоидных помутнений также используют ферментные препараты, гидролизующие белки и декстрины; антиоксиданты (в основном аскорбиновую кислоту).

Контрольные вопросы

Дайте характеристику пива, сортов пива и основного сырья для производства напитка.
Изобразите принципиальную схему производства пива.
Назовите цель дробления, оптимальный состав помола и используемое для дробления оборудование.
Сформулируйте основную цель затирания.
Поясните, что означают термины «затор», «засыпь», «налив».
Охарактеризуйте биохимические процессы, идущие при затирании (гидролиз крахмала, белков, некрахмальных полисахаридов).
Назовите основные способы затирания и дайте их сравнительную характеристику.
Назовите цель фильтрования затора, охарактеризуйте стадии фильтрования и основные параметры процесса.
Каковы цели кипячения сусла с хмелем и физико-химические процессы, происходящие на этой стадии, способы внесения хмеля.
Назовите основные цели и способы осветления и охлаждения сусла.
Назовите основную цель сбраживания пивного сусла, охарактеризуйте две стадии брожения: главное брожение и дображивание, а также процессы, происходящие на этих стадиях.
Объясните термины: «видимый», «действительный» экстракт, «видимая», «действительная» степень сбраживания.
Какие цели преследуются на стадии осветления и карбонизации пива.
Охарактеризуйте способы осветления пива путем сепарирования и фильтрования.
В чем сущность изобарического розлива пива. Назовите автоматы, входящие в состав линии розлива.
Укажите виды помутнений в пиве и способы их устранения.


ГЛАВА 4. ПРОИЗВОДСТВО ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

1. Характеристика дрожжей.
2. Условия и способы выращивания хлебопекарных дрожжей.
3. Основные стадии производства.
4. Приготовление питательной среды.
5. Технология выращивания маточных дрожжей.
6. Технология выращивания товарных дрожжей.
7. Выделение и формование дрожжей.
8. Сушка дрожжей.
9. Особенности получения хлебопекарных дрожжей на мелассно-спиртовых заводах.


1. Характеристика дрожжей

Хлебопекарные дрожжи используют в производстве хлебобулочных изделий для разрыхления теста, улучшения аромата и вкуса хлеба. Так как дрожжи богаты белками и витаминами, то повышается и питательная ценность готового продукта. Кроме этого, дрожжи применяют в медицине, микробиологической промышленности для получения питательных сред, витамина Д.
Вырабатывают хлебопекарные дрожжи на специализированных дрожжевых заводах или на мелассно-спиртовых.
Производят прессованные дрожжи (пастообразная масса светло-серого цвета) и сухие дрожжи (в виде порошка, вермишели или гранул светло-коричневого цвета).
В хлебопечении также используется дрожжевой концентрат, в котором клетки находятся в более активном состоянии, чем в прессованных дрожжах.
Основная цель производства хлебопекарных дрожжей - накопление биомассы дрожжей путем размножения их на питательных средах. Прессованные дрожжи - это масса живых микроорганизмов, а не их метаболитов (в отличие от спирта, пива, вина и других напитков брожения).
В производстве используют специальные расы (14, 21, Томская 7 и др.) верховых дрожжей Sacсharomyces cerevisie, которые должны быстро размножаться, обладать хорошей подъемной силой, зимазной и мальтазной активностью, давать высокий выход биомассы.
Основные показатели качества дрожжей:
Подъемная сила - скорость подъема (в минутах) дрожжами определенного количества пшеничного теста. Характеризует способность дрожжей разрыхлять и поднимать тесто.
Генеративная активность - способность клеток к активному росту и размножению.
Зимазная активность - способность дрожжей сбраживать глюкозу, характеризует активность зимазного комплекса (ферментов спиртового брожения) дрожжей.
Мальтазная активность - способность дрожжей сбраживать мальтозу, характеризует активность фермента подготовительной стадии брожения -
·-глю-козидазы (мальтазы).

2. Условия и способы выращивания хлебопекарных дрожжей

Условия выращивания:
- температура оптимальная для размножения дрожжей 27-33 єС. При понижении температуры размножение ослабевает; при повышении температуры до 36 єС получаются дрожжи нестойкие при хранении, склонные к автолизу. Во всех случаях выход дрожжей снижается;
- реакция среды (рН): оптимальная величина находится в пределах 4,5-5,5;
- концентрация питательных веществ: на начальных стадиях выращивания дрожжей используют слабо разбавленные питательные среды (кратность разбавления мелассы водой 1:5-1:7) и незначительный доступ кислорода воздуха, чтобы получить физиологически активную культуру клеток, способную быстро размножаться и сбраживать сахара сусла. Конечные стадии выращивания ведут в более разбавленных средах (1:10-1:17) при интенсивной аэрации для получения большего выхода дрожжей. Для обеспечения максимального выхода биомассы скорость поступления питательной среды в аппарат должна соответствовать скорости размножения культуры. Поэтому мелассное сусло подают в дрожжерастильный аппарат не единовременно, а притоком, по мере использования дрожжами питательных веществ;
- растворенный в среде кислород: размножение и рост дрожжей осуществляется при постоянном наличии кислорода в среде. При его недостатке дрожжи перестраивают свой обмен веществ с дыхания на брожение. В результате образуется больше спирта, побочных продуктов, угнетающих жизнедеятельность клеток и снижающих выход биомассы;
- концентрация дрожжей: при большой концентрации дрожжей в единице объема поступление питательных веществ в клетки затрудняется, размножение их замедляется. Данный показатель регулируется количеством вводимых с предыдущей стадии дрожжей и подачей воздуха.
Способы выращивания. Технологические режимы на разных стадиях производства неодинаковы и отличаются способом подачи в аппарат питательных веществ, воздуха и длительностью процесса.
Различают:
бесприточный способ культивирования - в аппарат сразу вводят весь объем питательной среды, подача воздуха периодическая или непрерывная, но в небольшом количестве;
воздушно-приточный - в аппарат притоком подают питательную среду и постоянно воздух;
воздушно-проточный - характеризуется постепенным притоком в дрожжерастильный аппарат питательной среды, постоянной подачей воздуха и одновременным оттоком готовой культуральной жидкости в отборочный аппарат.

3. Основные стадии производства

Процесс производства хлебопекарных дрожжей состоит из двух основных стадий: выращивание маточных (посевных) дрожжей и выращивание товарных дрожжей. Каждая из этих стадий также подразделяется на ряд промежуточных. Дрожжи с каждой предыдущей стадии используются для засева на последующую стадию. При этом технологический режим выращивания биомассы на разных стадиях различен.
Технологическая схема выращивания маточных дрожжей предусматривает следующие этапы:
лабораторную стадию;
выращивание в отделении чистой культуры;
выращивание чистой культуры в производственной стадии (генерация А);
выращивание естественно-чистой культуры (генерация А1).
Культивирование товарных дрожжей проводят в две стадии:
размножение засевных дрожжей (генерация Б);
выращивание товарных дрожжей (генерация В).
Полученные товарные дрожжи подвергают следующей обработке:
сепарированию дрожжевой суспензии;
прессованию дрожжей;
формованию;
упаковке;
охлаждению и хранению.

4. Приготовление питательной среды

В дрожжевом производстве для приготовления питательной среды в качестве основного сырья используют мелассу, а также вспомогательные материалы - растворы питательных солей (сульфата аммония, карбамида, диаммонийфосфата, КС1, МgSO4) и ростовых веществ (кукурузного и пшеничного экстрактов, вытяжки солодовых ростков, автолизатов и гидролизатов дрожжей и др.).
В мелассе содержатся взвешенные частицы, коллоиды, красящие вещества, микроорганизмы. В процессе роста дрожжей они могут осаждаться на дрожжевой оболочке и нарушать нормальный обмен веществ, снижать выход дрожжей и ухудшать их качество.
Основные операции при подготовке мелассы те же, что и в спиртовом производстве.
Процесс приготовления раствора мелассы заключается в ее гомогенизации (непосредственно в хранилищах), разбавлении до заданной концентрации и последующем осветлении (т.е. химическом антисептировании, при необходимости - тепловой обработки, подкислении, удалении осадка декантацией, центрифугированием или фильтрованием).
Различают следующие способы осветления мелассы:
Кислотно-холодный. Мелассу разбавляют водой в соотношении 1:1, добавляют хлорную известь, подкисляют серной кислотой до рН 4,5-5,0, вносят суперфосфат, доводят водой до концентрации сухих веществ 25 %, выдерживают 12-14 час до получения устойчивой прозрачности и декантируют.
Кислотно-горячий. Способ применяется, если меласса сильно инфицирована. Мелассу разбавляют водой в соотношении 1:1, подкисляют серной кислотой, вносят суперфосфат, добавляют кипящую воду до концентрации сухих веществ 20 %, нагревают паром и кипятят 0,5-1,0 час. Отстаивание длится 8-12 час при температуре не ниже 70 єС. При этом способе хлорная известь не используется и расход кислоты на 30-50 % меньше, чем при кислотно-холодном.
На дрожжевых заводах преимущественно используется механический способ осветления мелассы на сепараторах-кларификаторах под действием центробежной силы. В этом случае мелассу разбавляют водой 1:1-1:3; подкисляют серной, соляной ортофосфорной или молочной кислотой. Перед подачей на кларификаторы раствор мелассы антисептируют одним из следующих способов: хлорной известью; кипячением в рассиропниках и подачей на сепарирование в горячем виде; стерилизацией в пластинчатых теплообменниках при температуре 85-115 єС в течение 30-ти сек и последующим охлаждением раствора до 15 єС.
После осветления в мелассу добавляют необходимые питательные соли и биостимуляторы для регулирования накопления биомассы и питания дрожжей.
Растворы сернокислого аммония, диаммонийфосфата, КС1, МgSO4 готовят 10-20 %-й концентрации. Стимуляторы роста (кукурузный и пшеничный экстракты) разбавляют водой в соотношении 1:1-1:2. Питательные соли и ростовые вещества вводят в аппараты при складке (совокупность всех операций до начала притока: набор сусла, воды, растворов солей и засевных дрожжей) и периодически при отборах.
Процесс выращивания дрожжей сопровождается пенообразованием, что связано с наличием поверхностно-активных веществ в питательной среде и подачей воздуха. Поэтому в мелассное сусло вводят пеногасители: жиры, масла и продукты их гидролиза. Чаще всего применяют олеиновую кислоту, которая одновременно является и ростовым веществом.

5. Технология выращивания маточных дрожжей

В производстве хлебопекарных дрожжей действует несколько схем выращивания культуры (Тбилисская, Эркен-шахарская, Узловская, ВНИИХП и др.). Основные различия между схемами заключаются в периодичности или непрерывности процессов, кратности разбавления мелассы, количестве стадий, скорости роста, технологических параметрах (температуре, рН, величине засева) и др.
Сущность процесса культивирования дрожжей по любой схеме состоит в последовательном пересеве культуры из меньшего объема питательной среды в больший, с увеличением от стадии к стадии биомассы дрожжей и, соответственно, подаваемого воздуха.
Приток мелассного сусла и питательных солей в аппарат ведут по графику пропорционально накоплению биомассы и поддерживая постоянной начальную концентрацию питательной среды. Технология выращивания маточных и товарных дрожжей по схеме ВНИИХП в упрощенном виде представлена в виде таблицы 6. Таблица 6

Технологические параметры выращивания хлебопекарных дрожжей на различных стадиях

Стадия
Обору-
дование
для
выращи-
вания
Питательная среда
Объем среды, дм3
Кратность разбав-
ления
Концент-
рация сухих веществ, %
Аэрация, м3/ч*м3 среды
Длитель-
ность,
час
Способ выращи-
вания
Выход дрожжей,
кг

Выращивание маточных дрожжей

Лабораторная
I

4 пробирки

витаминно-солодовое
сусло

0,01-0,015





12-14



без аэрации

18-24




беспри-
точный






0,6

II
4 колбы

0,05



18-24



III
4 колбы

0,45



18-24




IV

4 колбы
солодово-мелассное
сусло

7



18-24



Отделение ЧКД

V

малый инокулятор (МИН)



мелассное
сусло
с питатель-
ными
солями


250


1:5


12

слабая перио-
дическая по 5-10 мин/час


10-14



беспри-
точный


4,6


VI
большой инокулятор (БИН)


1500

1:6

12


10-12


20


VII


ЧК- I


5600

1:7,5

12
непре-
рывная 20-30




10-12


145

Окончание табл. 6

Производ-
ственная
VIII
(дрожжи
генерации А)



ЧК- II



мелассное
сусло
с питатель-
ными солями



33000



1:10



3-3,5


непре-
рывная 30



10-12



воздушно-приточный



985

IX
ЕЧК- I

5600
1:9
10
30
10-12

180

X
(дрожжи
генерации А1)

ЕЧК- II


33000

1:12

3,5-4

40-50

10-12


1190

Выращивание товарных дрожжей

Засевные дрожжи (генерация Б)
Дрожже-
растиль-
ный
аппарат


мелассное
сусло
с питатель-
ными солями

30000

1:17

2-2,5

80

11
воздушно-приточ-
ный

885

Стадия собственно товарных дрожжей
(генерация В)

накопительный период

Дрожже-
растиль-
ный аппарат





100000






1:17






2,5








100






7




воздушно-приточ-
ный






4260


отборочный
период






40-50

12
или 20
воздушно-проточ-
ный
на
дозре-
вание


Маточные (посевные) дрожжи получают сначала в лаборатории завода, затем в цехе чистых культур и заканчивают процесс в производственной стадии. Выращивание дрожжей чистой культуры ведут в строго стерильных условиях (стадии I-VIII), а естественно-чистой (стадии IX-X) - по режиму, который хотя и не обеспечивает полной стерильности, но предотвращает в значительной степени развитие посторонних микроорганизмов.
ЧКД в лаборатории получают в 4 стадии, Bpr
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·Жью ‚„
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·т
·
·
·
·
·
·
·
·
· используя пробирки и колбы разной вместимости.
В конце процесса из 4-х колб каждая по 7 дм3 получают 0,6 кг дрожжей, которые служат в качестве посевного материала для пятой стадии в цехе чистых культур.
Выращивание в отделении чистой культуры: в цехе ЧК дрожжи получают в 3 стадии, используя следующее оборудование - малый инокулятор (МИН), большой инокулятор (БИН) и аппарат чистой культуры (ЧК-I). Все аппараты герметичны и имеют цилиндрическую форму.
Инокуляторы снабжены змеевиками для подвода пара (для стерилизации среды) и воды (для охлаждения) и барботерами для подачи воздуха. В них проводят стерилизацию питательной среды и размножение дрожжей в стерильных условиях.
Процесс выращивания в производственной стадии ведут в дрожжерастильном аппарате (ЧК-II). На восьмой стадии получают дрожжи генерации А. Из-за сложности процесса и большого количества стадий их готовят 1 раз в месяц. Эти дрожжи сепарируют с одновременной промывкой холодной водой и хранят в виде дрожжевого молока (концентрация биомассы 400-600 г/дм3) при температуре 6 єС до 20-30 суток.
Дрожжи генерации А должны иметь следующие показатели:
подъемная сила не более 35 мин;
мальтазная активность 70-90 мин;
зимазная активность 45 мин.
Для накопления биомассы, необходимой для повседневного засева, проводят еще две стадии выращивания естественно-чистой культуры. Культивирование ЕЧК-I и ЕЧК-II осуществляют в тех же аппаратах, что и соответственно ЧК-I и ЧК-II.
В конце процесса получают маточные или посевные дрожжи генерации А1 (подъемная сила 40-50 мин; мальтазная активность 70-100 мин; зимазная активность 50 мин). Их готовят один раз в сутки, хранят в виде дрожжевого молока при температуре 6 єС до 10-ти суток.
Перед засевом на следующую стадию дрожжи ЧК-II и ЕЧК-II (соответственно генерации А и А1) обрабатывают серной кислотой для подавления жизнедеятельности посторонних микроорганизмов.

6. Технология выращивания товарных дрожжей

Культивирование товарных дрожжей ведут в две стадии (таблица 6).
Для производства засевных дрожжей (генерация Б) используют дрожжи ЕЧК-II.
Стадия выращивания товарных дрожжей (генерация В) подразделяется на два периода: накопительный и отборочный.
Накопительный. В течение 7-ми час дрожжи выращивают по воздушно-приточному способу до накопления необходимого количества биомассы.
Отборочный. Начиная с 8-го часа, одновременно с подачей в дрожжерастильный аппарат мелассного сусла и растворов питательных солей и воды, из него отбирают 16 % дрожжевой массы в отборочный аппарат. Общая продолжительность процесса может быть 12 или 20 час (типовая). За это время делают 4 или 12 отборов.
В отборочном аппарате происходит дозревание - завершающий этап куль-тивирования. От него зависит качество дрожжей. В этот период клетки потребляют оставшиеся в среде питательные вещества и переходят от активного синтеза биомассы к состоянию покоя, т.е. из логарифмической фазы роста в стационарную. Процесс почкования замедляется, клетки увеличиваются в размерах. Биомасса дрожжей увеличивается на 5-10 % за счет роста массы отпочковавшихся и молодых клеток, количество почкующихся снижается до 6-8 %.
Оптимальные условия дозревания: температура 24-27 єС, аэрация 25-40 м3/ч на 1 м3 среды, продолжительность 0,5-2,0 час.

7. Выделение и формование дрожжей

По окончании дозревания культуральную среду нужно немедленно направить на выделение дрожжей. Длительное нахождение в среде ухудшает качество дрожжей: снижается подъемная сила и стойкость при хранении. Отделение дрожжей от среды осуществляют путем сепарирования, в результате получают два потока - бражку и дрожжи. Процесс идет в три стадии (трехступенчатое сепарирование):
отделение бражки с одновременной подачей воды;
промывание дрожжей;
сгущение дрожжевого молока.
Температура промывной воды 1-2 єС, продолжительность процесса выделения не более 2-х час. Температура дрожжевого молока после третьей ступени сепарирования 6-8 єС.
Промытые и сгущенные дрожжи в виде дрожжевого концентрата (с содержанием дрожжей 450 г/дм3) направляют на прессование.
Используют вакуум-фильтры (выделяют дрожжи из суспензии под вакуумом) или фильтр-прессы (выделяют под давлением). Фильтруют дрожжи через специальную ткань - бельтинг.
Отфильтрованные дрожжи поступают на формование в формовочную машину. Иногда для придания эластичности в дрожжи добавляют небольшое количество растительного масла. Дрожжи формуют в виде прямоугольных брусков массой 50, 100 и 1000 г.
Упаковывают бруски в бумагу, которая имеет специальную пропитку из парафина для предупреждения потери влаги. Фасованную продукцию укладывают в картонные, полимерные или дощатые ящики.
При хранении дрожжей, когда клетка лишена питательной среды, в ней протекают обменные процессы, при которых распад сложных веществ преобладает над синтезом. Поэтому дрожжи сразу после фасовки и упаковки должны поступать в холодильную камеру, где их хранят при температуре 1-4 єС при относительной влажности воздуха 82-96 %.
Товарные дрожжи можно хранить в виде дрожжевого концентрата в специально оборудованных емкостях при температуре 2-8 єС.
Дрожжи транспортируют всеми видами транспорта. На расстояние более 200 км дрожжи перевозят в изотермических вагонах, авторефрижераторах при температуре от 0 до 4 єС.
Требования к качеству хлебопекарных прессованных дрожжей (ГОСТ 171):
Цвет - светло-серый.
Консистенция - плотная, легко ломаются и не мажутся. Запах - свойственный дрожжам, без посторонних запахов (плесени и др.).
Влажность, % - не более 75-ти.
Подъемная сила, мин - не более 70-ти.
Стойкость, час - не менее 60-ти.
Кислотность, мг уксусной кислоты на 100 г дрожжей - не более 120-ти в день выработки и не выше 300 через 12 дней хранения.
Зимазная активность - 60 мин.
Мальтазная активность - 100 мин.
Осмочувствительность - не более 20-ти мин.

8. Сушка дрожжей

Сушеные дрожжи получают путем высушивания прессованных дрожжей. Они более транспортабельны, хорошо сохраняют свои свойства при хранении. Предназначены для использования в отдаленных и труднодоступных районах, экспедициях.
Качество сушеных дрожжей и их сохраняемость зависят от качества прессованных дрожжей. Для сушки используют специальные расы дрожжей и особые режимы выращивания.
Перед сушкой прессованные дрожжи измельчают в виде гранул или вермишели. Сушат нагретым воздухом.
Процесс сушки дрожжей можно разбить на три периода:
Первый период. Влажность дрожжей снижается с 68-75 до 50 %. Удаляется межклеточная влага, и масса дрожжей охлаждается. Поэтому температура воздуха, подаваемого в сушилку в данный период, может быть высокой (55-65 єС), и это существенно не повлияет на дрожжевую клетку.
Второй период. Влажность снижается с 50 до 16-18 %. При этом удаляется свободная внутриклеточная влага. Скорость сушки замедляется, дрожжи начинают нагреваться, поэтому температура воздуха должна быть 40-45 єС, иначе снижается ферментативная активность и ухудшается качество дрожжей.
Третий период. Влажность снижается до 8-10 %. Удаляются остатки свободной внутриклеточной и частично связанной влаги. Процесс идет медленно, скорость сушки падает. Температура воздуха в этот период должна быть не более 30-35 єС. Температура в толще массы дрожжей не должна превышать 30-32 єС.
Способы сушки дрожжей: в виброкипящем слое, сублимационная, распылительная.
Типы сушилок: ленточные, распылительные, вакуумные.
Характеристика сушеных дрожжей приведена в таблице 7.
Таблица 7

Требования к качеству сушеных дрожжей

Показатели
Высший сорт
Первый сорт

Форма
Вермишель, гранулы, мелкие зерна, кусочки, крупа или порошок

Цвет
Светло-желтый или светло-коричневый


Запах и вкус

Свойственные сушеным дрожжам, без посторонних привкусов и запахов - гнилостного, плесени и др.


Влажность, %, не более

8

10

Подъемная сила, мин, не более

70

90

Сохранность со дня выработки, мес., не менее

12

5


Упаковывают сухие дрожжи в жестяные банки, полимерные пленки, лакированный целлофан. Банки массой от 100 до 2000 г, пакеты от 10 до 2000 г.
Нефасованные сушеные дрожжи упаковывают в бумажные мешки массой 10-25 кг или плотные ящики, выстланные внутри пергаментом.
Хранят при температуре не выше 15 єС в сухих помещениях.
Выпускают сушеные дрожжи высшего и первого сорта.

9. Особенности получения хлебопекарных дрожжей
на мелассно-спиртовых заводах

Хлебопекарные дрожжи можно получать на мелассно-спиртовых заводах из остаточных спиртовых дрожжей. С целью улучшения качества культуры используют специальные гибридные дрожжи расы Г112, однако они плохо сбраживают сахарозу. Поэтому применяют две расы дрожжей - В и Г112, которые размножают отдельно и вводят в бродильную батарею в две стадии: сначала в головной аппарат дрожжи Г112, во второй аппарат - дрожжи расы В.
Технологическая схема получения хлебопекарных дрожжей из мелассной бражки включает следующие стадии:
выделение дрожжей из бражки;
промывку и предварительное концентрирование дрожжевой суспензии;
дозревание;
окончательную промывку и концентрирование дрожжей;
прессование;
формование и упаковку дрожжей.
Зрелую бражку очищают от механических примесей на фильтр-ловушке. Выделение дрожжей из бражки проводят на сепараторах. Используют пяти- или семиступенчатые схемы сепарирования.
Себестоимость выделенных дрожжей на 30 % ниже, чем полученных на специализированных дрожжевых заводах.
Прессованные хлебопекарные дрожжи с мелассно-спиртовых заводов обладают высокой зимазной и пониженной мальтазной активностью, значительно инфицированы, поэтому хуже хранятся. В связи с этим сушка таких дрожжей и транспортировка на дальние расстояния не целесообразна.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику прессованным и сушеным дрожжам, перечислите области их применения.
Назовите основную цель дрожжевого производства.
Назовите основные требования, предъявляемые к расам хлебопекарных дрожжей.
Объясните термины «подъемная сила», «зимазная» и «мальтазная активность» дрожжей, «генеративная активность».
Назовите основные стадии производства хлебопекарных дрожжей.
Охарактеризуйте бесприточный, воздушно-приточный и воздушно-про-точный способы культивирования дрожжей. Поясните роль аэрации в процессе культивирования.
Дайте характеристику химического состава мелассы, как основного сырья для выращивания дрожжей.
Назовите вспомогательное сырье и материалы дрожжевого производства.
Опишите процесс приготовления и способы осветления мелассного сусла.
Охарактеризуйте стадии размножения дрожжей: лабораторную, чистой культуры, естественно чистой культуры, товарных дрожжей. Назовите основные параметры выращивания дрожжей на каждой стадии.
Опишите процесс выделения дрожжей из жидкой среды, операции формования, упаковки, условия транспортировки и хранения готовой продукции.
Назовите показатели качества прессованных дрожжей по ГОСТу.
Поясните особенности сушки дрожжей, дайте характеристику сушеным дрожжам.
Поясните особенности получения дрожжей на мелассно-спиртовых заводах.






ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВО ВИНОГРАДНЫХ ВИН


5.1. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИН

1. Классификация виноградных вин.
2. Типы винзаводов.
3. Основные стадии и этапы производства вина.
4. Переработка винограда на сусло.
5. Брожение сусла.
6. Выдержка вина.
7. Осветление и стабилизация вина.
8. Обеспечение кондиционности вин.


1. Классификация виноградных вин

Виноградное вино - напиток, полученный в результате спиртового брожения виноградного сусла или мезги свежего или увяленного винограда.
Вина классифицируют по различным признакам.
По составу вина делят на сортовые и купажные. Сортовые - вырабатывают из одного сорта винограда (допускается добавление до 15 % других сортов того же ботанического вида). Купажные - вина, приготовленные из смеси различных сортов.
По способу производства различают вина:
натуральные - получают полным или неполным сбраживанием сусла или мезги, содержат спирт только эндогенного происхождения;
специальные - получают полным или неполным сбраживанием сусла или мезги с добавлением этилового спирта.
Вина натуральные могут быть шипучими - насыщенными СО2 искусственным путем с помощью сатураторов.
Натуральные и специальные вина могут быть:
ароматизированными - готовят с добавлением экстрактов и настоев растительного пряно-ароматического сырья;
контролируемых наименований по происхождению (КНП) - в наименовании вина указывается название местности, в которой был выращен виноград для его производства.
По цвету различают белые, розовые, красные вина. Белые готовят из белых сортов винограда (вино имеет цвет от светло-соломенного до крепко заваренного чая); розовые - из красных или розовых сортов винограда, либо купажированием белых и красных виноматериалов; красные - из винограда красных сортов.
По содержанию спирта и сахара (см. таблицу 8).


Таблица 8

Содержание спирта и сахара в виноградных винах

Тип вина
Объемная доля спирта, %
Массовая доля сахара, г/дм3

Натуральные:
сухие

9-13

не более 3

сухие особые
14-16
не более 3

полусухие
9-13
5-25

полусладкие
9-12
30-80

Специальные:
сухие

14-20

не более 15

крепкие
17-20
30-120

полудесертные
14-16
50-120

десертные
15-17
140-200

ликерные
12-16
210-300


В зависимости от качества и сроков выдержки вина подразделяют:
на молодые - натуральные сухие, полученные по общепринятой технологии, реализуемые до 1-го января следующего за урожаем винограда года;
без выдержки (ординарные) - натуральные сухие, полученные по общепринятой технологии, реализуемые с 1-го января следующего за урожаем винограда года;
выдержанные - вина улучшенного качества, полученные по специальной технологии с обязательной выдержкой перед розливом в бутылки не менее 6-ти месяцев;
марочные - вина высокого и постоянного качества, произведенные по специальной технологии, из определенных сортов винограда или их смеси, которые произрастают в регламентируемых районах, перед розливом обязательна выдержка не менее 1,5 лет;
коллекционные - марочные вина, которые дополнительно выдерживают в бутылках не менее 3-х лет;
контролируемых наименований по происхождению - получают по специальной или традиционной технологии из определенных сортов винограда, произрастающих в строго регламентируемых районах. Имеют оригинальные органолептические свойства, связанные с экологическими особенностями местности, указанной в наименовании вина.

2. Типы винзаводов

Различают три типа винодельческих заводов:
первичного виноделия - расположены в местах произрастания винограда, перерабатывают виноград и получают молодые вина (называются виноматериалами, бывают шампанскими, хересными, коньячными, сухими натураль-ными, крепкими и десертными);
вторичного виноделия - получают виноматериалы с заводов первого типа, проводят обработку и выдержку виноматериалов, розлив вина. Расположены в районах, удаленных от мест выращивания винограда;
смешанного типа - совмещают оба типа винзаводов. Осуществляют полный цикл переработки винограда: получение сусла, брожение, обработку и выдержку виноматериалов, розлив вина.

3. Основные стадии и этапы производства вина

Основные стадии производства вин:
сбор и приемка винограда;
переработка винограда на сусло по белому или красному способу, включающая следующие операции: раздавливание ягод, отделение гребней, обработку мезги, выделение сусла-самотека, прессование мезги, осветление и сульфитацию сусла;
брожение сусла или мезги;
обработка и выдержка виноматериалов;
розлив вина;
выдержка в бутылках (для коллекционных вин).
Наряду со стадиями различают этапы получения (жизни) вина. Между отдельными этапами нет четкого разграничения (в отличие от стадий).
Образование вина включает все операции переработки винограда на сусло и его брожение. В результате получается молодое вино - мутное, нестойкое, содержащее некоторое количество несброженных сахаров.
Формирование вина начинается от конца брожения и заканчивается к моменту первой переливки. Идет дображивание сахаров, дрожжи оседают, вино самоосветляется, кислотность нормализуется (яблочная кислота распадается на молочную и СО2).
Созревание вина длится от первой переливки до начала старения, совпадает с выдержкой вина. Идет при доступе кислорода воздуха. Развиваются органолептические качества напитка, продукт становится стабильным при дальнейшем хранении. Созревание для белых вин наступает в среднем через 2 года выдержки, для красных - через 3 года.
Старение вина длится от завершения созревания до начала отмирания. Протекает без доступа воздуха. Вино характеризуется максимальными органолептическими показателями - тонким вкусом, букетом бутылочной выдержки. Данный момент достигается длительной выдержкой в бутылках: для белых легких и малоэкстрактивных вин 4-5 лет; 10-12 лет для более крепких и экстрактивных вин; для красных крепких и десертных вин - десятки лет.
Отмирание (разрушение) вина - потеря вином цвета, аромата, вкуса, товарного вида - обусловлено физико-химическими процессами, идущими в течение очень длительного времени. Критический возраст, при котором происходит разрушение, для разных вин различен. Белые и красные натуральные вина могут жить 30-35 лет, крепкие - 100 и более лет.

4. Переработка винограда на сусло

Все известное многообразие технологических схем переработки винограда на сусло сводится к двум основным (рис. 11): по белому способу - с быстрым отделением сусла от мезги и последующим брожением сусла и красному способу - с различными методами экстрагирования мезги.

По белому способу перерабатывают виноград белый или окрашенный целыми гроздями или с предварительным дроблением ягод; по красному способу - сорта винограда любого цвета. В результате можно получить вино нужной окраски (таблица 9).
Переработка винограда по белому способу
Данная технология предусматривает ряд приемов, которые исключают чрезмерный переход в сусло экстрактивных веществ кожицы винограда, что ухудшает качество вин, особенно белых. По этому способу получают белые натуральные вина, шампанские, коньячные и хересные виноматериалы.
Собирают виноград в сухую погоду. Перерабатывают не позднее 4-х час после сбора. Сортируют от примесей, больных и поврежденных ягод. Виноград не моют, так как из-за попадания воды нарушается натуральность соков и вин. Разные сорта принимают в отдельные бункера, откуда виноград поступает на дробление.
Таблица 9

Зависимость окраски вина от цвета винограда и способа его переработки

Группа сортов
винограда
Переработка по белому способу
Переработка по красному способу


целыми гроздями
с дроблением ягод


Белые
Белые
Белые
Желтые

Розовые
Белые
Белые
Розовые

Красные с неокрашенным соком
Белые
Розовые
Красные

Красные с окрашенным соком
Розовые
Красные
Красные


Цель раздавливания (дробления) ягод - облегчение и увеличение выхода сока. В производстве натуральных вин и малоэкстрактивных виноматериалов дробление ведут в мягком механическом режиме, чтобы избежать сильного нарушения клеточной структуры и перехода в сусло экстрактивных веществ, особенно фенольных. Одновременно отделяют гребни, измельчение семян не допускается, т.к. это ухудшает вкус вина. Раздавливание ягод осуществляется на дробилках-гребнеотделителях.
В результате дробления получают два полупродукта: мезгу и гребневую массу (отход производства).
Мезга - грубая суспензия, состоящая из двух частей (фаз): жидкой - сусла и твердой - кожицы с мякотью и семенами.
Отделение сусла. Виноградная мезга содержит 80 % сока. Его выделяют двумя способами, которые осуществляют последовательно: стеканием под действием силы тяжести, затем прессованием.
Первую стадию проводят с использованием стекателей. Получают сусло-самотек: это самая ценная часть сусла, идет на выработку высококачественных вин. Сусло-самотек составляет 58 % от общего выхода сока. При содержании в мезге 28-30 % по массе жидкой фазы ее называют стекшей и направляют на прессование.
Для прессования используют корзиночные или шнековые прессы. Прессовое сусло по химическому составу и свойствам отличается от самотека (в нем меньше сахара, больше фенольных и азотистых веществ).
Мезгу прессуют несколько раз. Прессовое сусло первого давления полностью или частично используют для производства марочных вин, а второго и третьего давления - для получения остальных типов вин.
Осветление сусла. Цель - удаление из сусла взвешенных частиц, коллоидов, большей части нежелательной микрофлоры.
Осветляют сусло чаще всего отстаиванием (при низкой температуре 10-12 єС до 24-х час, при более высокой - до 16-ти час). Прессовые фракции осветляют отдельно от самотечных.
Одновременно с осветлением сусло сульфитируют. Цель - предупредить окисление ценных компонентов сусла (вина) и предотвратить развитие посторонних микроорганизмов. Для этого сусло обрабатывают сернистым ангидридом (SО2) или сернистой кислотой (Н2SО3).
Осветленное сусло направляют на брожение.
Переработка винограда по красному способу
Начальные этапы переработки винограда до получения мезги аналогичны предыдущему способу.
Основной принцип - экстрагирование суслом различных веществ из твердых элементов виноградной грозди с помощью разных технологических приемов.
По красному способу получают вина различной окраски и разных типов (сухие и полусладкие, натуральные и специальные).
Основные приемы:
Настаивание сусла на мезге - диффузионный процесс выравнивания концентраций ароматических и красящих веществ, оно может быть:
кратковременным (продолжительность 8-20 час, без перемешивания и забраживания мезги, в сусло переходит только часть красящих и фенольных веществ);
продолжительным (с периодическим перемешиванием и подбраживанием мезги, длительность 24-36 час).
Экстрагирование - интенсивный переход в сусло экстрактивных веществ кожицы, мякоти, семян, иногда гребней (если их не отделяют).
Способы экстрагирования:
перемешивание мезги путем циркуляции (совмещают с брожением сусла на мезге);
термовинификация - нагревание мезги до температуры 50-60 єС и выдержка при этой температуре до достижения необходимой окраски. Затем мезгу охлаждают до температуры 25-28 єС, отделяют сусло и направляют на брожение;
спиртование мезги: мезга до или после подбраживания спиртуется до 10-12 % об., перемешивается и герметизируется. Идет медленное брожение и диффузионные процессы в течение 10-30 суток, затем мезга отжимается на прессе. Способ позволяет хорошо извлекать ароматические эфирные масла, что особенно важно при получении мускатных вин;
брожение мезги вместе с гребнями используется только в Грузии при производстве натуральных кахетинских вин (Ркацители) по местной технологии;
брожение сусла на мезге способствует ускорению экстрагирования веществ из кожицы, семян и гребней раздробленного винограда.
После обработки мезги одним или несколькими способами из нее выделяют известными приемами сусло или молодое вино. Сусло после сульфитации идет на брожение, виноматериал сульфитируют и направляют на выдержку.
Регулирование кислотности сусла. Качество вина существенно зависит от кислотности. Обычно общая кислотность винограда 6-10 г/дм3, но может быть в неблагоприятные годы 12-15 г/дм3 за счет избытка яблочной кислоты.
При высокой кислотности проводят мелование (добавляют в мезгу или сусло карбонат кальция) либо яблочно-молочнокислое брожение (яблочная кислота превращается в молочную, которая имеет более мягкий кислый вкус).
Если кислотность низкая, добавляют лимонную или винную кислоту.
Во всех случаях лучший способ - купажирование низкокислотного сусла с высококислотным.

5. Брожение сусла

Брожение сусла проводят чистой культурой винных рас дрожжей. Оно может протекать в деревянных бочках, бутах или крупных резервуарах (металлических, железобетонных).
Брожение протекает в три стадии:
1 стадия - забраживание: характеризуется размножением дрожжей, продолжительность 1-2 суток.
2 стадия - бурное брожение: идет сбраживание основного количества сахаров, интенсивное выделение СО2, продолжительность 8-14 дней.
3 стадия - тихое брожение (дображивание): образование СО2 ослабевает, дрожжи оседают при понижении температуры, начинается осветление вина. Продолжительность 2-3 недели.
Объем дрожжевой разводки составляет 2 % к объему сусла. При получении белых натуральных вин и шампанских виноматериалов оптимальная температура брожения сусла 14-18 єС, для других - не выше 20-22 єС.
Брожение сусла на мезге используют в производстве красных вин, некоторых белых специальных высокоэкстрактивных вин. При этом преследуется цель не только сбродить сахара, но и экстрагировать фенольные, ароматические, азотистые и другие вещества кожицы и семян. Процесс более сложен, чем брожение сусла.
Извлечению ценных веществ способствует перемешивание и высокая температура. Температура брожения составляет 27-30 єС. Разводку чистой культуры дрожжей вводят в количестве 2-4 % к объему мезги.
Основные способы брожения сусла на мезге: с плавающей «шапкой» (часть всплывших твердых частиц мезги контактирует с суслом, часть с воздухом) или погружной «шапкой» (мезга полностью удерживается в сусле решеткой или перфорированной перегородкой). По окончании брожения вино отделяют от мезги прессованием, перекачивают в бочки или резервуары для дображивания, а затем направляют на выдержку и хранение. Для получения марочных вин брожение на мезге не используется.
Полученный после брожения продукт называется молодым вином или необработанным виноматериалом.
Молодое вино снимают с дрожжей. Данная операция называется первой переливкой, и ей заканчивается получение виноматериалов на заводах первичного виноделия.
6. Выдержка вина

Выдержка - длительное хранение вина в условиях, которые способствуют улучшению его качества. В процессе выдержки формируются вкус и букет вина, выпадают в осадок нестойкие соединения и большое количество микроорганизмов. При этом вино осветляется и становится стабильным к помутнениям. Выдерживают вина в деревянной таре (бочках, бутах), крупных металлических резервуарах, бутылках.
Бочковая выдержка. При выдержке в бочках происходит газообмен между вином и воздухом, экстракция из древесины ароматических и фенольных веществ. Это способствует созреванию вина и получению продукта высокого качества. Недостаток бочковой выдержки - возможность инфицирования вина микроорганизмами (особенно при выдержке в старых бочках).
Оптимальная температура для выдержки вин:
натуральных: белых 11-12 єС; красных 14-16 єС;
специальных: десертных 15-17 єС; крепких 16-20 єС, иногда до 40-45 єС в зависимости от типа. Относительная влажность воздуха в помещении 85 %.
Выдержка в крупных резервуарах протекает практически без доступа кислорода, что ухудшает условия созревания вина.
Во время выдержки проводят доливки и переливки.
Доливки. Цель - исключить возникновение над вином свободного воздушного пространства, так как это может вызвать окислительные процессы и развитие аэробных микроорганизмов (в частности, уксуснокислых бактерий). Необходимость доливок связана с усушкой вина - уменьшением его объема за счет испарения. Доливки проводят только при бочковой выдержке.
Крепкие вина доливают 1-2 раза в год для более полного использования емкостей. В остальное время они должны быть недолиты на 0,5-20 дм3. Десертные - 1 раз в месяц, натуральные - не реже 1-го раза в неделю.
Переливки. Цель: 1) отделение осветленного в результате выдержки или хранения виноматериала от выпавших осадков; 2) обеспечение оптимального кислородного режима для формирования и созревания вина. Первая цель достигается декантацией или перекачкой насосом, вторая - большим или меньшим контактом вина с воздухом. Исходя из этого, переливки бывают открытые и закрытые. Открытые переливки проводят при выдержке вина в металлических резервуарах.
Бутылочную выдержку в нашей стране проводят только для коллекционных вин, за рубежом она является составной частью технологии производства отдельных типов вин.
Вино разливают в бутылки практически под горлышко, укупоривают корковыми пробками, сверху заливают сургучом или парафином с воском, укладывают в горизонтальное положение (чтобы пробка не подсыхала и не пропускала воздух). Выдержка идет в бескислородных условиях, что способствует формированию специфических тонов бутылочной выдержки. Температура в подвале 10-16 єС.

7. Осветление и стабилизация вина

Один из главных показателей качества вина - прозрачность и стабильность при хранении. Вино представляет собой коллоидную систему, которая легко изменяется под действием различных факторов. В результате могут образоваться помутнения и выпасть осадок.
Помутнения делятся:
на биологические - вызваны развитием микроорганизмов;
биохимические - обусловлены присутствием в винограде окислительных ферментов, которые вызывают оксидазный касс;
физико-химические:
кристаллические - обусловлены повышенным содержанием солей калия и кальция винной и щавелевой кислот;
коллоидные (белковые, полифенольные, полисахаридные, липидные и комплексные);
металлокассовые - обусловлены наличием меди, железа, олова и других металлов в повышенных концентрациях.
Для достижения стабильности и прозрачности вино обрабатывают различными способами.
Физические методы:
центрифугирование (используют для осветления молодых вин при снятии с дрожжевого осадка, для отделения оклеивающих средств);
фильтрация (с применением целлюлозы, асбеста, диатомита);
термическая обработка бывает следующих разновидностей:
а) обработка холодом - вино охлаждают до температуры, близкой к температуре замерзания (натуральные вина до минус 3-4 єС, специальные до минус 6-8 єС), выдерживают от 2-х суток до 3 недель и фильтруют при этой же температуре;
б) обработка теплом - нагревание может быть кратковременным (пастеризация, горячий розлив) или длительным (для ускорения созревания некоторых специальных типов вин - мадеры, хереса, портвейна и др.);
в) комбинированная обработка - сначала холодом, затем теплом.
Физико-химические методы. Оклейка - осветление вина путем введения оклеивающих веществ, благодаря чему вино в короткий срок становится прозрачным и более стойким к помутнениям.
Различают органические оклеивающие вещества (желатин, казеин, рыбий клей, яичный белок) и минеральные (бентонит, диоксид кремния, полиакриламид и др.).
В результате физико-химических процессов образуются хлопья, которые оседают, и вино становится прозрачным, вкус его смягчается. Оклеенное вино выдерживают 8-10 суток для формирования и осаждения осадка, затем его фильтруют.
Химические методы (деметаллизация) используют для удаления избытка ионов металлов (в основном, меди и железа). В вино вводят желтую кровяную соль (ЖКС), трилон Б, фитин, лимонную кислоту и другие химические вещества.
Биохимические методы - применение ферментных препаратов, в основном, пектолитического и протеолитического действия. Обрабатывают ферментными препаратами мезгу.

8. Обеспечение кондиционности вин

Обработанные виноматериалы не всегда по своим кондициям (по содержанию сахара, кислотности, спирту) и органолептической характеристике удов-летворяют требованиям к готовой продукции. Для устранения недостатков при получении вина определенного типа используют эгализацию, купажирование, ассамблирование.
Эгализация - смешивание виноматериалов одного сорта и типа, полученных с одного участка виноградарского хозяйства для выравнивания состава по цветности, аромату, кислотности и другим показателям. Проводят в годы с неблагоприятными условиями для созревания винограда.
Ассамблирование - объединение мелких партий виноматериалов одного сорта, но с разных участков, районов виноградников с целью получения крупных однородных партий. В основном используют в производстве шампанских вин.
Купажирование - смешивание виноматериалов из различных сортов винограда, разных типов и других компонентов (спирта, вакуум-сусла, бекмеса) с целью получения кондиционного и типичного продукта, устранения недостатков.
Все способы обеспечения кондиционности совмещают с осветлением и стабилизацией вина.
Выдержанное вино разливают на автоматизированных линиях розлива для тихих жидкостей при атмосферном давлении в бутылки, коробки из комбинированных материалов, а также в бочки и изотермоцистерны.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику вин и их классификацию.
Назовите типы винзаводов и их особенности.
Назовите основные стадии производства вин.
Охарактеризуйте этапы получения вина.
Дайте характеристику способам переработки винограда на сусло.
Охарактеризуйте основные стадии получения сусла.
Назовите параметры процесса сбраживания виноградного сусла и мезги.
Назовите способы выдержки вина, дайте их сравнительную характеристику.
Охарактеризуйте типы помутнений вина.
Опишите способы стабилизации и осветления вин.
Назовите способы обеспечения кондиционности вин.



5.2. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
ОТДЕЛЬНЫХ ТИПОВ ВИН

1. Особенности технологии натуральных вин.
2. Получение специальных типов вин.
3. Производство игристых и шипучих вин.


1. Особенности технологии натуральных вин

Натуральные вина получают полным или частичным сбраживанием содержащегося в сусле сахара, без добавления спирта. При полном выбраживании сахара получают сухие вина, при частичном - полусухие и полусладкие. Схема производства вин этой группы приведена на рис. 12.
Белые сухие натуральные вина характеризуются нежным тонким букетом и вкусом без грубости и терпкости, цвет - чаще всего светлый, соломенно-желтый. Для производства используют виноград с сахаристостью 18-20 %, кислотностью 7-9 г/дм3. Перерабатывают в мягком механическом режиме, перед брожением сусло тщательно осветляют, не допускают окисление сусла и вина, при каждой технологической операции проводят сульфитацию.
В восточной части Грузии (Кахетии) производят вина кахетинского типа, относящиеся к натуральным белым сухим особым. Характеризуются высокой экстрактивностью, спиртуозностью, умеренной окисленностью, плодовым ароматом, терпким вкусом, цветом чая.
Особенности технологии: виноградное сусло сбраживают на мезге с гребнями. Периодически (3-4 раза в сутки) сусло с мезгой перемешивают. После окончания брожения резервуары доливают и в течение 3-4 мес виноматериал настаивают на мезге. В процессе выдержки вино самоосветляется, затем его отделяют от мезги.
Красные сухие вина имеют темно-рубиновый или гранатовый цвет с красными или фиолетовыми тонами для молодых вин, с возрастом появляются луковичные, кирпичные оттенки. Вкус полный, терпковатый, кислотность умеренная, аромат сортовой с фруктовыми оттенками. Виноград перерабатывают по красному способу (рис. 12, схемы 1, 2, 3).
Натуральные полусухие и полусладкие вина могут быть отнесены к недобродам, в которых брожение было остановлено ранее его естественного окончания. Для белых полусухих и полусладких вин характерен цвет от светло-соломенного до темно-золотистого, красных - от светло-красного до темно-красного, розовых - от светло-розового до светло-красного. Вкус и букет данной группы вин легкий, гармоничный, без тонов окисленности и посторонних привкусов и запахов. В букете ощущаются плодовые или цветочные тона, в красных винах во вкусе заметна некоторая терпкость.
Для производства полусухих и полусладких вин используют виноград с сахаристостью соответственно 20-22 % и 23-24 %, титруемой кислотностью 6-10 г/дм3.

Способы остановки брожения:
понижение температуры до 0 єС;
нагрев до 60-70 єС;
переливки с сульфитацией;
фильтрация;
использование консервантов.
Полусухие и полусладкие вина можно вырабатывать также, применяя расы дрожжей, дающих недоброды, либо путем купажирования сухих виноматериалов и консервированного сусла.
Так как данные типы вина являются биологически нестойкими и в них легко развиваются микроорганизмы, то для стабилизации готовых вин используют горячий розлив или бутылочную пастеризацию.

2. Получение специальных типов вин

Особенностью производства специальных типов вин является добавление к виноградному суслу во время брожения или к купажу во вторичном виноделии этилового спирта и других ингредиентов.
К крепким винам относятся вина типа портвейна, мадеры, хереса, марсалы. К десертным - вина токайского типа, мускатные, кагор.
Для приготовления вин используют специальные сорта винограда, которые могут накапливать большое количество сахара при созревании (24-26 % и выше). Кроме того, применяют дополнительные приемы, придающие винам особые вкусовые качества. Большинство этих приемов направлено на задержку нормального хода брожения на определенной стадии, чтобы сохранить в вине то или иное количество сахара. Наиболее распространенный способ прекращения брожения на любой стадии - спиртование (крепление) - введение в сбраживаемое сусло спирта. При этом в вине сохраняется необходимое количество сахара и одновременно сообщается ему требуемая крепость. При изготовлении десертных вин крепление производят не только спиртом-ректификатом, но и мистелем (смесью спирта с небродившим виноградным суслом, крепость мистеля не менее 16 %).
Наряду с этим используют такие специальные приемы, как настаивание сусла на мезге с последующим нагреванием, спиртование мезги. Данные операции обеспечивают растворение в сусле ароматических и красящих веществ, находящихся в клетках кожицы винограда. Схемы получения специальных типов вин приведены на рис. 13.










Вина типа портвейна и мадеры. В производстве этих вин используют различные сорта винограда, как белые, так и красные, с сахаристостью 18-24 %. Переработку ведут по красному способу с брожением или нагреванием мезги. При достижении концентрации сахара 10-12 % бродящее сусло спиртуют до крепости 18,5-19 %. Особой стадией является портвейнизация - тепловая обработка вина в недолитых на 1-2 дм3 бочках, которые размещаются на солнечных площадках или термокамерах, при температуре соответственно 28-30 єС и 35-45 єС в течение одного летнего сезона.
При производстве мадеры также проводят термическую обработку - мадеризацию. Ее отличие от портвейнизации - более длительная выдержка при большем доступе кислорода. Молодое вино выдерживают в бочках на солнечных площадках при температуре 28-35 єС, в остекленных оранжереях при 40-45 єС или в искусственно обогреваемых помещениях при 45-70 єС. Продолжительность выдержки зависит от температуры и составляет от 2-3 летних сезонов до 6-7 мес. Бочки недолиты вином на 40-50 дм3.
Формирование вкуса и букета вин типа мадеры и портвейна связано с окислительными процессами, происходящими при нагревании вина и доступе кислорода, только в случае мадеры они протекают более глубоко.
Вина типа хереса вырабатывают из винограда хересных сортов (Клерет, Серсиаль, Воскеат, Пино белый и др.) с сахаристостью 18-23 %. Виноград перерабатывают по белому способу. Полученный виноматериал спиртуют до крепости 16,5 %.
Одна из особенностей в производстве хереса - гипсование. Гипс вносят либо в мезгу, либо в виноматериал, что придает вину специфический вкус (солоноватость и характерную горечь) и обеспечивает хорошую прозрачность и стойкость вина.
Проводят также хересование - выдержку вина в неполных бочках под пленкой специальных хересных дрожжей. В результате их жизнедеятельности и протекания окислительно-восстановительных процессов вино обогащается эфирами и альдегидами, которые обусловливают особые вкус и букет напитка.
Еще одна особенность в производстве хереса - тепловая обработка вина в полных бочках в соляриях (3-4 мес) или термокамерах (30 суток) при температуре 40-45 єС. Заключительная стадия - выдержка в течение 1,5-5 лет.
Вина типа марсалы. Марсала - купажное вино, получаемое смешиванием в разных соотношениях трех исходных материалов: основного белого виноматериала, спиртованного и сульфитированного сусла. Купаж спиртуют до нужной крепости, осветляют, стабилизируют, подвергают тепловой обработке, выдерживают в дубовых бочках. Цвет вина темно-янтарный, вкус жгучий, слегка смолистый.
Вина типа кагора. Кагор - красное десертное вино. Используют виноград красных сортов с сахаристостью 22-26 %, перерабатывают по красному способу с нагреванием мезги до температуры 55-75 єС. После самоохлаждения сусло подбраживают на мезге с последующим спиртованием до необходимой крепости. Для марочных кагоров вино выдерживают в бочках не менее 3-х лет. Окраска вина темно-рубиновая, вкус полный, бархатистый, с оттенками шоколада, чернослива.
Вина токайского типа вырабатывают из винограда сортов Фурминт, Гарс Левелю, реже - Мускат белый. Используют перезревший, а также увяленный или заизюмленный виноград, пораженный плесневым грибом Botrytis cinerea («благородной гнилью»). Подбродившее высокосахаристое сусло спиртуют, молодое вино выдерживают в неполных бочках 2-3 года. Вкус вина полный, маслянистый, с тоном ржаной корочки, в аромате тона айвы или сушеной дыни.
Мускатные вина. Для выработки вин этого типа используют ароматичные мускатные сорта винограда - Мускат белый, Мускат розовый, Мускат красный, Алеатико, Мюскадель и др.
В производстве мускатных вин существует две технологии: западноевропейская (французская) и южнобережная (бывшая советская). Особенности западноевропейской технологии: используют виноград с сахаристостью 25-40 %. После дробления мезгу настаивают, затем прессуют. Сусло сбраживают до накопления спирта 5-10 % об. и спиртуют до необходимой крепости. Выдержку проводят в бочках 2-3 года. Мускаты, полученные по этой технологии, имеют мягкий, бархатный вкус, умеренно выраженный сортовой аромат вследствие интенсивного брожения.
Мускатные вина, выпускаемые по южнобережной технологии, считаются лучшими в мире. В основе данной технологии - максимальное накопление эфирных масел винограда и предотвращение их окисления. Для этого используют виноград увяленный, но без заизюмленных ягод, мезгу сульфитируют в умеренных дозах, спиртование сусла проводят в самом начале брожения, выдержка вина проводится в бочках в течение 2-х лет в условиях ограниченного доступа воздуха. Такие вина обладают ярким тонким ароматом.
Ароматизированные вина относятся к аперитивам - напиткам, возбужда-ющим аппетит. Такие напитки готовят на основе вина или спирта. Среди аперитивов, изготовляемых на базе вина, наибольшую известность получили вермуты, имеющие горький вкус полыни.
Сырьем для ароматизированных вин являются виноматериалы (сухие, реже крепленые), приготовленные из белых, розовых и красных сортов винограда, спирт этиловый ректификованный высшей очистки, сахар (в виде сахарного сиропа), лимонная кислота, колер и экстракты или настои растительного сырья (полыни, кориандра, душицы, цедры цитрусовых, зверобоя, донника, мяты и др.).
Вина готовят купажированием вышеперечисленного сырья, причем на долю вина в составе купажа приходится 80 %. Приготовленный купаж оклеивают, обрабатывают холодом, фильтруют и направляют на отдых, а затем на розлив. Общая продолжительность обработки до розлива составляет от 2-х мес. до 1-го года.

3. Производство игристых и шипучих вин

Все вина по содержанию диоксида углерода классифицируются на тихие и пересыщенные СО2. К последним относят игристые и шипучие вина.
Вина игристые получают насыщением диоксидом углерода, образовавшимся при вторичном брожении обработанных виноматериалов в герметичных сосудах под давлением.
Игристые вина классифицируют:
по цвету: белые, розовые, красные;
продолжительности выдержки: без выдержки, выдержанные (срок выдержки после окончания шампанизации не менее 6-ти мес.), коллекционные (выдержка в бутылках не менее 2-х лет);
массовой концентрации сахара (г/дм3): брют - не более 15; сухое - 20-25; полусухое - 35-45; полусладкое - 55-65; сладкое - 75-85.
Объемная доля этилового спирта в игристых винах не менее 10 %, титруемая кислотность 5-8 г/дм3.
Если игристые вина изготавливают только с использованием сахара винограда, их называют натуральные.
Шампанское - наиболее тонкое, легкое, белое игристое вино. Технология и рецептура были разработаны во Франции. В настоящее время в нашей стране производят два основных вида шампанского - Советское и Российское. В зависимости от способа приготовления и концентрации сахара Советское шампанское выпускают следующих наименований и марок:
Советское шампанское коллекционное (брют, сухое, полусухое);
Советское шампанское (брют, сухое, полусухое, полусладкое, сладкое);
Советское шампанское специальных наименований (сухое, полусухое, полусладкое).
Массовая концентрация сахаров (г/дм3) для марок:
брют - не более 15;
сухое - 20-25;
полусухое - 40-45;
полусладкое - 60-65;
сладкое - 80-85.
Объемная доля спирта не менее 10,5-12,5 %, массовая концентрация титруемых кислот в пересчете на винную кислоту 5,5-8,0 г/дм3.
Специфические свойства игристых и шампанских вин формируются в процессе шампанизации.
Шампанизация - это биохимический процесс вторичного брожения в герметически закрытых сосудах, в течение которого происходит насыщение вина образующимся СО2.
Диоксид углерода в винах, насыщенных СО2, находится в трех формах:
газообразной;
растворенной (в виде угольной Н2СО3 и пироугольной Н2С2О5 кислот);
связанной (со спиртами, белками и другими компонентами вина).
Последняя форма связи самая прочная, а больше всего в вине растворенной формы СО2. Для перевода газообразного СО2 в растворенный требуется низкая температура и высокое давление.
Все три формы диоксида углерода находятся в подвижном равновесии. Оно может существовать только в напитке, находящемся под давлением (например, в герметично закрытой бутылке или резервуаре). При нарушении герметичности давление резко падает, равновесие нарушается и связанная и растворенная формы СО2 переходят в газообразную. Процесс идет медленно, что обеспечивает такие специфические свойства игристых вин, как «выстрел», «игру», пенообразование.
«Выстрел» - звуковой эффект, наблюдаемый при вскрытии бутылки.
Игристые свойства характеризуются интенсивностью и продолжительностью выделения газа.
Пенистые свойства определяются видом и продолжительностью существования на поверхности вина слоя мелкоячеистой пены.
Процесс шампанизации сопровождается также накоплением в вине продуктов автолиза дрожжей, обусловливающих высокие вкусовые качества напитка.
Шампанские и игристые вина получают бутылочным или резервуарным (периодическим или непрерывным) способами. В любом способе можно выделить три основных этапа:
получение шампанских виноматериалов;
обработку шампанских виноматериалов;
собственно шампанизацию.
Получение шампанских виноматериалов. Используют только шампанские сорта винограда (Пино черный, Пино серый, Пино белый, Шардоне, Совиньон, Рислинг и др.) с сахаристостью 17-20 %, титруемой кислотностью 8-11 г/дм3. Перерабатывают целый, здоровый виноград по белому способу, в мягком механическом режиме, предотвращая контакт с воздухом. Сульфитацию проводят минимальными дозами сернистого ангидрида. Брожение осуществляют при температуре 16-18 єС на чистой культуре специальных рас дрожжей.
Готовый виноматериал должен иметь следующие основные показатели: объемная доля спирта 10-12 %; концентрация сахаров не более 3 г/дм3; титруемая кислотность - 6-10 г/дм3.
Обработка шампанских виноматериалов предусматривает подготовку виноматериалов к вторичному брожению. Цель обработки - усреднение химического состава виноматериалов; обогащение их веществами, которые в дальнейшем будут способствовать развитию специфических свойств шампанского; удаление из вина соединений, ухудшающих вкус и прозрачность готового напитка. Подготовка виноматериалов включает следующие основные стадии:
Ассамблирование - смешивание партий виноматериалов одного сорта, года урожая, виноградарского хозяйства в крупные однородные партии.
Осветление ассамбляжа включает оклейку (рыбным клеем, ЖКС, желатином, танином), отстаивание 15-20 суток, фильтрование.
Купажирование - смешивание обработанных ассамбляжей в определенном соотношении с целью создания гармоничного по ароматическим и вкусовым свойствам вина. В состав купажей вводят вина одно-, двухлетней выдержки.
Осветление купажа предусматривает оклейку, отстаивание не более 15-ти суток, фильтрование, обработку холодом при температуре минус 3 єС не менее 24-х час, повторное фильтрование при низкой температуре.
Хранение (выдержка) купажа без доступа воздуха не менее 30-ти суток.
Обескислороживание купажей. Кислород воздуха отрицательно влияет на физико-химические и органолептические свойства вина. Поэтому перед сбраживанием купажа из него удаляют воздух биологическим способом. Для этого в купаж вводят ЧК дрожжей, которые потребляют растворенный кислород и в процессе автолиза обогащают вино биологически активными веществами. Температура обработки 10-12 єС, продолжительность 3-5 час.
Тепловая обработка. Купаж нагревают до температуры 55-60 єС и выдерживают при этой температуре 12-24 час для пастеризации и придания вину специфических оттенков в аромате и вкусе. Обработанный купаж затем охлаждают до 10-15 єС.
Продолжительность всех видов обработки составляет 25-40 суток, после каждой операции делается небольшая выдержка вина для стабилизации состава.
Основную часть подготовленного купажа виноматериалов направляют на приготовление бродильной (тиражной) смеси и небольшую часть - на приготовление ликеров и разводки ЧКД.
Шампанизация. Существует три основных способа шампанизации:
бутылочная (классическая французская технология);
резервуарная периодическая;
резервуарная непрерывная.
Во всех случаях перед началом брожения в подготовленный виноматериал вводят сахар в виде ликера.
Приготовление ликеров. В производстве используют тиражный, резервуарный и экспедиционный ликеры. Тиражный и резервуарный ликер входят в состав соответственно тиражной и бродильной смеси, служат источником сахара для дрожжей. Экспедиционный - вводят в готовое шампанское для доведения его кондиций по сахару на нужную марку (например, полусухое, полусладкое). При бутылочном способе готовят тиражный и экспедиционный ликеры, при резервуарном - резервуарный и экспедиционный.
Ликеры получают смешиванием обработанных шампанских виноматериалов и крупнокристаллического рафинированного сахара-песка. Содержание сахара в тиражном и резервуарном ликерах 50-60 %, в экспедиционном - 70-80 %. Ликеры фильтруют и выдерживают перед использованием: не менее 10-ти суток тиражный и резервуарный, не менее 100 суток - экспедиционный.
Производство шампанского бутылочным способом является основным при производстве шампанских вин во Франции. В нашей стране объем выпуска шампанского данным методом ограничен из-за длительности и трудоемкости процесса, высокой стоимости продукта, хотя качество бутылочного шампанского выше, чем полученного по другому любому способу.
Схема приготовления шампанского бутылочным способом включает следующие стадии:
Приготовление тиражной смеси из обработанных купажей шампанских виноматериалов, тиражного ликера (из расчета 22 г/дм3, т.е. на марку брют), разводки ЧКД (из расчета 1 млн. клеток/1см3), оклеивающих материалов (растворов танина, рыбного клея, бентонита, ЖКС).
Тираж - розлив тиражной смеси в новые, хорошо вымытые бутылки. Оборотные бутылки для производства шампанского не используют. Бутылки укупоривают корковой или полиэтиленовой шампанской пробкой, которую закрепляют металлической скобой (мюзле).
Брожение. Бутылки укладывают в штабеля по 15-20 рядов в горизонтальном положении. Температура брожения 10-12 єС, длительность 30-40 суток до остаточного содержания сахара 3 г/дм3. При брожении накапливается СО2 и в конце процесса избыточное давление газа в бутылке достигает 0,50-0,55 МПа. Сброженное вино называется кюве.
Выдержка. После окончания брожения бутылки с вином выдерживают в штабелях не менее 3-х лет при температуре 10-15 0С с периодической их перекладкой и взбалтыванием. В первый год делают 2 перекладки, в последующие - по одной. От правильности выдержки зависит процесс созревания шампанского.
Ремюаж - перевод осадка на пробку. По окончании выдержки бутылки устанавливают в специальные станки - пюпитры для перевода дрожжей и выпавших из вина веществ на пробку. Угол установки бутылок изменяется от почти горизонтального до близкого к вертикальному, чтобы осадок сползал по стенке бутылки. Через 1,5-2 мес. осадок оказывается на пробке и шампанское становится прозрачным.
Дегоржаж - удаление осадка из бутылки. Переведенный на пробку осадок замораживают с целью упрощения операции и снижения потерь вина. Для этого горлышко бутылок погружают в низкотемпературные рассольные ванны. Замороженный осадок выталкивают из бутылки вместе с пробкой после снятия мюзле.
Дозирование экспедиционного ликера. После брожения получают вино марки брют. Для приготовления шампанского других марок (сухого, полусухого и т.п.) в бутылку дозируют экспедиционный ликер и укупоривают пробкой с мюзле.
Контрольная выдержка. Проводится для проверки герметичности укупорки и сохранения прозрачности шампанского. Бутылки с вином укладывают в штабеля и выдерживают в помещении с температурой 17-25 єС не менее 10-ти дней.
Оформление и упаковка бутылок. Бутылки, прошедшие контрольную выдержку, подвергают наружной мойке, сушке, обертывают фольгой, наклеивают кольеретку, этикетку, контрэтикетку. Бутылки упаковывают в бумагу и укладывают в ящики или картонные короба.
Производство шампанского резервуарным периодическим способом. В нашей стране резервуарный способ производства шампанского является основным. Вторичное брожение осуществляют в специальных аппаратах - акратофорах. Это вертикальный цилиндрический сосуд со сферическими днищем и крышкой, снабженный рубашкой охлаждения.
Схема приготовления шампанского резервуарным периодическим способом включает следующие стадии:
Приготовление бродильной смеси из обработанных купажей шампанских виноматериалов, резервуарного ликера (из расчета 22 г/дм3 + сахар на соответствующую марку), разводки ЧКД (из расчета 2-3 млн. клеток/см3).
Загрузка в акратофоры.
Брожение идет при температуре 10-15 єС с суточным приростом давления не более 0,03 МПа в течение 20-ти суток (не менее). За этот период должно быть сброжено не меньше 18 г/дм3 сахара и достигнуто давление в акратофоре не ниже 0,4 МПа. В результате получают шампанизированнное вино конкретной марки.
Охлаждение в акратофоре. Брожение останавливают, быстро охлаждая бродящую смесь до температуры минус 3-5 єС. Охлажденное вино выдерживают при этой температуре 48 час для выпадения солей винной кислоты, фенольных веществ, коллоидов и других компонентов вина, которые могут вызвать помутнение готового напитка.
Фильтрация. После проверки лабораторией качественных показателей вино фильтруют под давлением СО2 на специальных фильтрах в изобарических и изотермических условиях (т.е. при равенстве соответственно давления и температуры в акратофоре и фильтре). Температура при фильтрации должна быть не выше минус 3 єС, давление не ниже 0,35 МПа.
Выдержка. Охлажденное вино выдерживают в промежуточном резервуаре не менее 6-ти час для стабилизации состава.
Розлив. Разливают только в новые бутылки в изобарических и изотермических условиях для предотвращения потерь СО2. Укупоривают и направляют на контрольную выдержку.
Контрольная выдержка. Цель - бракераж бутылок плохо укупоренных и с возникшими в вине помутнениями. Проводят при температуре 17-25 єС не менее 5-ти дней.
Мойка (наружная), отделка и упаковка.
Производство шампанского резервуарным непрерывным способом. Шампанизация осуществляется в потоке. Установка включает 7-8 последовательно соединенных между собой акратофоров, один биогенератор с насадками, теплообменник для охлаждения вина, термос-резервуар для выдержки охлажденного вина, фильтр.
Схема получения шампанского резервуарным непрерывным способом состоит из следующих стадий:
Приготовление бродильной смеси обработанных купажей шампанских виноматериалов и резервуарного ликера (из расчета 22 г/дм3 на марку брют).
Охлаждение смеси до 10-15 єС и осветление фильтрацией или сепарированием.
Введение разводки ЧКД (из расчета 2-3 млн. клеток/см3) в поток бродильной смеси.
Непрерывная подача в установку шампанизации.
Брожение идет при температуре не выше 12 єС при постоянном давлении 0,5 МПа в течение 17-18 суток. За этот период должно быть сброжено не меньше 18 г/дм3 сахара в каждом бродильном аппарате.
Выдержка в биогенераторе. Из последнего бродильного аппарата шампанизированное вино поступает в биогенератор, на насадках которого задерживается большая часть дрожжей, подвергающаяся в дальнейшем в отсутствии кислорода автолизу. Вино обогащается биологически активными продуктами дрожжей, которые способствуют формированию игристых, пенистых и органолептических свойств напитка. Длительность выдержки 36 час. В результате получают шампанизированнное вино марки брют.
Охлаждение вина в потоке до температуры минус 3-4єС и выдержка при этой температуре не менее 24-х час в термос-резервуарах для стабилизации состава вина и лучшего растворения СО2.
Фильтрация. Вино фильтруют в изобарических и изотермических условиях.
Введение экспедиционного ликера и выдержка. Охлажденное отфильтрованное вино выдерживают в промежуточном резервуаре не менее 6-ти час для стабилизации состава. Дозирование экспедиционного ликера для получения шампанского нужной марки проводят либо непосредственно в поток после фильтра, либо в резервуар.
Контрольная фильтрация, розлив, укупорка.
Контрольная выдержка или пастеризация. Контрольную выдержку можно исключить, заменив ее бутылочной пастеризацией при температуре 75-80 єС.
Отделка, упаковка.
Игристые вина. Наряду с шампанским производят игристые вина других типов, которые отличаются цветом, букетом и вкусом. Технология игристых вин включает те же стадии, что и в производстве шампанского. Но имеются особенности в получении виноматериалов.
Используют как специальные, так и универсальные сорта винограда. Перерабатывают их по белому или красному способу.
При производстве белых игристых вин используют только белые сухие виноматериалы с содержанием сахара до 2 г/дм3.
Технология розовых и красных игристых вин предусматривает использование от одного до трех видов виноматериалов с различным содержанием сахара: не более 3 г/дм3 (сухие); от 30 до 140 г/дм3 (недоброды); от 120 до 180 г/дм3 (десертные); от 150 до 220 г/дм3 (мистели).
Полученные виноматериалы направляют на обработку и шампанизацию.
Шипучие вина готовят путем искусственного насыщения вина газообразным СО2 при повышенном давлении. Такие вина содержат меньше связанного диоксида углерода, чем шампанское и игристое, для них характерны только две формы СО2, находящиеся в подвижном равновесии: газообразная и растворенная. Поэтому игристые и пенистые свойства у данной группы вин проявляются слабее, чем у игристых, пузырьки газа при «игре» более крупные, а сама «игра» продолжается недолго.
Вырабатывают на основе сухих натуральных белых, розовых и красных виноматериалов крепостью 9-12 % об. с титруемой кислотностью 5-7 г/дм3.
Технология получения газированных вин включает три основные стадии: приготовление и обработку купажей; сатурацию вина и его розлив.
Купаж готовят смешиванием обработанных виноматериалов с сахаросодержащим компонентом (чаще всего сахарным сиропом или концентрированным виноградным суслом).
Обработка купажа включает его охлаждение до температуры минус 2-3 єС, чтобы избежать забраживания; тепловую обработку при температуре 55-65 єС (при необходимости); оклейку; фильтрацию.
Готовый купаж поступает на сатурацию, т.е. насыщение диоксидом углерода. Процесс ведут при температуре минус 2-4 єС и давлении 0,3-0,35 МПа с распылением или барботированием в вино мелких пузырьков СО2 с использованием сатураторов.
Фасование газированных вин аналогично розливу игристых вин.

Контрольные вопросы

Назовите особенности производства белых натуральных вин.
Объясните с использованием схемы особенности получения красных натуральных вин.
Дайте характеристику крепким и десертным винам типа мадеры, портвейна, муската, хереса, кагора.
Опишите особенности технологии крепких и десертных вин, сущность технологических приемов при их изготовлении: спиртования, мадеризации, портвейнизации, хересования.
Дайте характеристику шампанских вин, назовите и опишите сущность специфических показателей качества игристых вин.
Объясните термин «шампанизация».
В каких формах находится диоксид углерода в игристых винах.
Назовите особенности получения шампанских виноматериалов.
Опишите операции при обработке шампанских виноматериалов перед проведением вторичного брожения.
Опишите сущность бутылочного и резервуарного методов шампанизации.
Перечислите и опишите сущность операций при производстве шампанского бутылочным способом.
В чем отличие резервуарного периодического способа шампанизации от непрерывного.


5.3. ПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОВЫХ ВИН

1. Характеристика, классификация и сырье плодовых вин.
2. Особенности технологии плодовых вин.
3. Стадии производства плодовых вин.
4. Особенности получения отдельных типов плодовых вин.
5. Сидры.


1. Характеристика, классификация и сырье плодовых вин

Плодовые вина получают путем спиртового брожения сусла или мезги свежих плодов и ягод с добавлением сахара, а также спирта.
Классификация. Плодовые вина так же, как и виноградные, подразделяют на сортовые и купажные.
В зависимости от технологии приготовления плодовые вина делят:
на сухие - получают полным сбраживанием сока;
полусухие, полусладкие и сладкие - готовят путем дополнительного подсахаривания сухих виноматериалов;
десертные-сортовые - вырабатывают путем сбраживания сока одного вида плодов (кроме яблок) с последующим добавлением спирта и сахара;
специальной технологии - используют технологические приемы, придающие вину характерные органолептические свойства;
газированные - получают путем искусственного насыщения плодового виноматериала СО2;
игристые насыщают диоксидом углерода эндогенного происхождения.
По содержанию спирта и сахара (см. таблицу 10).

Таблица 10
Содержание спирта и сахара в плодовых винах

Группа вин
Объемная доля спирта, %
Массовая доля сахара в пересчете на инвертный, г/дм3

Сухие
10-12
не более 3

Полусухие
10-12
10-20

Полусладкие
10-12
30-50

Сладкие
13-14
140-150

Десертные
15-17
70-160

Специальной технологии
16-19
5-80

Газированные
10-12
5-80

Игристые
11-13
5-80


Титруемая кислотность плодовых вин 5-7 г/дм3 в пересчете на яблочную кислоту.
Сырье. В плодовом виноделии перерабатывают как культурные, так и дикорастущие виды плодов и ягод. Используют три группы плодово-ягодного сырья:
семечковые (яблоки, груши, айва, рябина, ирга и др.);
косточковые (абрикос, вишня, черешня, слива, персик и др.);
ягодные (крыжовник, смородина, черника, брусника, малина, земляника, облепиха и др.).

2. Особенности технологии плодовых вин

Технология плодово-ягодного виноделия имеет много общего с производством виноградных вин, так как последовательность технологических операций одинакова. Однако химический состав и технологические свойства плодов и ягод различны, что требует дифференцированного подхода в их переработке.
Если виноград содержит сахара и кислоты в соотношении, позволяющем получать напиток с оптимальными вкусовыми характеристиками, то плоды и ягоды уступают ему по этим показателям (т.е. сырье может содержать, например, мало сахаров и много кислот). Поэтому при брожении в сусло необходимо добавлять свекловичный сахар, чтобы получить нужное количество спирта.
Для получения готового напитка с гармоничной кислотностью используют ряд приемов, регулирующих этот показатель: при переработке высококислотных ягод в сусло добавляют воду; при использовании низкокислотного сырья вводят лимонную кислоту либо купажируют высоко - и низкокислотные соки.
Разнообразие плодов и ягод позволяет выпускать широкий ассортимент вин с совершенно различными вкусовыми достоинствами.

3. Стадии производства плодовых вин

Основные стадии производства плодовых вин:
получение сусла;
сбраживание сусла;
обработка и выдержка вина;
розлив.
Получение сусла. Поступающее сырье моют, инспектируют для удаления поврежденных и некачественных плодов.
Одна из основных операций - дробление. От нее зависит выход сока и содержание взвесей. Плоды в стадии технической зрелости измельчают до размера частиц 2-5 мм, перезревшие - 6-10 мм.
Для предохранения от окисления и развития микроорганизмов мезгу сульфитируют, а для лучшего извлечения сока из некоторых плодов дополнительно обрабатывают пектолитическими ферментными препаратами.
Из мезги выделяют на стекателях сок-самотек, а затем ее прессуют. Полученный сок осветляют отстаиванием, обработкой ферментными препаратами, осветляющими веществами с последующей декантацией, центрифугированием или фильтрованием.
Осветленный сок при необходимости подсахаривают сахарным сиропом или сахарным песком. Сироп готовят на соке. Некоторые виды плодов содержат мало азотистых веществ, необходимых для питания дрожжей. Поэтому дополнительно вносят соли аммония в количестве 0,1-0,5 г/дм3 или 25 %-й водный раствор аммиака в количестве до 0,4 см3/дм3.
Сбраживание сусла. Сбраживание проводят чистыми культурами дрожжей, которые приспособлены к средам с высокой кислотностью и высоким содержанием спирта. Для каждого вида сусла используется своя раса дрожжей. Дрожжевая разводка вносится в количестве 3 % от объема сусла.
Температура брожения 20 єС. Продолжительность интенсивного брожения 10-15 суток, по мере накопления спирта брожение замедляется. Стадия тихого брожения - 15-20 суток.
Обработка и выдержка вина. Для осветления молодое вино оставляют на 10-12 суток для отстаивания. Затем снимают с осадка, фильтруют и направляют на розлив. Если вино плохо осветляется, то проводят оклейку желатином, бентонитом, рыбным клеем.
Розлив ведут по технологии тихих вин, т.е. при атмосферном давлении.

4. Особенности получения отдельных типов плодовых вин

При производстве сухих вин брожение проводят до остаточного содержания сахара 0,3 %. Общая продолжительность производства сухих плодовых вин составляет 50-80 суток.
Полусухие, полусладкие и сладкие вина готовят из сухих плодовых виноматериалов. Обработанные виноматериалы подсахаривают до требуемых кондиций, фильтруют без выдержки и разливают.
Десертные вина. Сброженное сусло осветляют отстаиванием 5-8 суток, затем снимают с осадка. Добавляют спирт и сахар до кондиций готового вина, перемешивают и фильтруют. Если фильтрация не обеспечивает необходимой прозрачности, то вино дополнительно оклеивают. Затем выдерживают 10 дней, фильтруют и разливают.
Специальные вина готовят на основе яблочного сока с использованием различных технологических приемов, влияющих на вкус и аромат. Для регулирования биохимических процессов, которые протекают при созревании данного типа вина, яблочный виноматериал крепостью 17 % об. выдерживают под плен-кой хересных дрожжей в резервуаре с воздушной камерой и проводят тепловую обработку при температуре 60 єС в течение 12-ти суток. Такое вино имеет хересный аромат и гармоничный вкус.
Используют также принцип мадеризации. Подсахаренный до 3 % виноматериал нагревают до 65-67 єС в пастеризаторе и при этой температуре выдерживают в резервуарах с дубовой клепкой в течение 42-50 суток. Для интенсификации окислительных процессов через сутки в течение 2-3 час виноматериал насыщают кислородом, пропуская воздух. После мадеризации виноматериал декантируют, охлаждают, выдерживают не менее 30-ти суток, купажируют, фильтруют и разливают.
Плодовые газированные вина готовят путем полного сбраживания соков свежих плодов и добавления сахара и искусственного насыщения СО2. Такие вина могут быть белые, розовые или красные. В сок перед брожением вводят необходимое количество сахара. Сбраживают до содержания сахара 0,3 %. Затем снимают с осадка, сульфитируют, оклеивают и направляют на хранение. Хранят в герметично закрытых резервуарах. Перед сатурацией виноматериалы купажируют, подсахаривают, охлаждают до температуры 0 єС, насыщают СО2 в сатураторах и разливают в бутылки в изобарических условиях.

5. Сидры

Отдельная группа напитков на основе плодово-ягодного сырья - сидры. Их классифицируют:
на сидры яблочные - получают полным сбраживанием яблочного сока;
сидры купажные - изготавливают путем сбраживания смеси соков или сброженных виноматериалов различных плодов.
В зависимости от содержания сахара (г/дм3) сидры производят:
сухие - не более 3;
полусухие - 15-25;
полусладкие - 30-55;
слад кие - 60-80.
Содержание спирта в сидрах 5-9 % об.
В зависимости от степени насыщения СО2 и внесения добавок сидры могут быть:
тихие - не насыщенные СО2;
газированные - полученные путем искусственного насыщения СО2;
ароматизированные - изготовленные путем внесения различных вкусоароматических добавок (эфирных масел, экстрактов, душистых веществ и т.п.).
На основе плодового сырья готовят игристый сидр. Получают его следующим образом:
Яблочный сок с содержанием сахара не менее 8,5 % осветляют оклейкой в течение суток при температуре 1-6 єС и фильтруют. Сбраживают с добавлением 3-5 % ЧКД при температуре 18-25 єС. После брожения снимают с осадка, сульфитируют и оклеивают. Затем фильтруют и повторно сульфитируют.
Полученный виноматериал используют для вторичного брожения. Готовят тиражную смесь - смешивают виноматериал с ликером сахаристостью 70-75 % (из расчета содержания сахара в смеси 3 %) и солями аммиака (0,3-0,4 г/дм3).
Фильтрование тиражной смеси и ее пастеризация происходят при температуре 80-85 єС в течение 2-х мин.
Вторичное брожение проводят в закрытых аппаратах под давлением 0,4 МПа чистой культурой винных дрожжей, которые вводят в количестве 6-8 % от объема смеси. При брожении происходит естественное насыщение напитка СО2.
Выброженный до кондиции сухой сидр фильтруют, охлаждают до 0-минус 2 єС и выдерживают не менее 10-ти час при этой температуре. Затем еще раз фильтруют и разливают в бутылки.
При приготовлении полусухого и сладкого сидра охлажденный сухой игристый сидр смешивается с экспедиционным ликером, который готовится аналогично тиражному. Для повышения стойкости сидра экспедиционный ликер сульфитируют.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику и классификацию плодовых вин.
Какое сырье используется для производства плодовых вин, в чем его отличие от винограда.
Назовите особенности плодового виноделия.
Охарактеризуйте основные стадии производства плодовых вин.
Каковы особенности изготовления отдельных типов плодовых вин.
Дайте классификацию сидрам и укажите особенности их производства.
ГЛАВА 6. ПРОИЗВОДСТВО КРЕПКИХ
АЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ


6.1. ТЕХНОЛОГИЯ КОНЬЯКА

1. Характеристика и классификация коньяков.
2. Принципиальная схема производства коньяков.
3. Требования к коньячным виноматериалам.
4. Получение коньячных спиртов.
5. Выдержка коньячного спирта.
6. Купажирование и обработка коньяков.
7. Напитки типа коньяка.


1. Характеристика и классификация коньяков

Коньяк - крепкий алкогольный напиток с характерным ароматом и вкусом, приготовленный из коньячного спирта, выдержанного в контакте с древесиной дуба не менее трех лет.
В зависимости от качества, сроков и способов выдержки коньячных спиртов коньяки делят на следующие категории:
трехлетние - готовят из коньячных спиртов, выдержанных не менее 3-х лет;
четырехлетние - из коньячных спиртов, выдержанных не менее 4-х лет;
пятилетние - из коньячных спиртов, выдержанных не менее 5-ти лет;
«КВ» (коньяк выдержанный) готовят из коньячных спиртов среднего возраста не менее 6-ти лет;
«КВВК» (коньяк выдержанный высшего качества) - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 8-ми лет;
«КС» (коньяк старый) - средний возраст коньячных спиртов не менее 10-ти лет;
«ОС» (коньяк очень старый) - средний возраст коньячных спиртов не менее 20-ти лет;
Коллекционные - коньяки групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС», дополнительно выдержанные в дубовых бочках не менее 3-х лет без учета послекупажного отдыха.
Коньячные спирты для трех-, четырех-, пятилетних коньяков выдерживают в дубовых бочках или эмалированных резервуарах с размещенной в них древесиной дуба (клепкой или стружкой), для коньяков групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС» - выдержку проводят только в дубовых бочках.
Коньяки трех-, четырех-, пятилетние могут иметь собственные наименования с указанием на этикетке срока выдержки спиртов (возраст может быть обозначен и звездочками). Остальные группы коньяков («КВ», «КВВК», «КС», «ОС») обязательно должны иметь собственные названия.
По органолептическим показателям коньяки должны быть прозрачными, с блеском, от светло-золотистого до темно-янтарного с золотистым оттенком цветом, с мягким вкусом и гармоничным букетом.
Физико-химические показатели качества коньяков приведены в таблице 11.

Таблица 11

Физико-химические показатели качества коньяков

Показатели
Значение показателей для коньяков


Трех-
летние
Четырех-
летние
Пяти-
летние
«КВ»
«КВВК»
«КС»
«ОС»

Объемная доля этилового спирта, %

40,0


40,0

42,0

40,0-42,0

40,0-45,0

40,0-45,0

40,0-
45,0

Массовая концентрация сахаров в пересчете на инвертный, г/дм3


7,0-15,0


7,0-15,0


7,0-15,0


7,0-12,0


7,0-20,0


7,0-20,0


7,0-20,0

Массовая концентрация железа, мг/дм3,
не более

1,5

Массовая концентрация метанола, г/дм3,
не более

1,0


2. Принципиальная схема производства коньяков

Производство коньяка включает следующие основные стадии (рис. 14):
получение коньячных виноматериалов;
получение коньячных спиртов;
выдержку коньячных спиртов;
купажирование коньяков;
обработку коньяков;
розлив готовой продукции.

3. Требования к коньячным виноматериалам

Сырьем для производства коньячного спирта являются коньячные виноматериалы. Для их получения используют белые, розовые или красные сорта винограда с нейтральным или легким плодово-цветочным ароматом. Сахаристость винограда не менее 15 %, титруемая кислотность не ниже 5 г/дм3.
Перерабатывают виноград по схеме белых натуральных вин. Сульфитацию сусла не проводят, так как сернистые соединения в дальнейшем отрицательно могут повлиять на качество спирта. Брожение ведут при температуре 16-25 єС. Полученное молодое вино - коньячный виноматериал - должен иметь следующие показатели качества: содержание спирта не менее 8 % об.; сахара - не более 3 г/дм3, титруемых кислот - не менее 4,5 г/дм3; летучих кислот - не более 1,3 г/дм3.


4. Получение коньячных спиртов

Коньячный виноматериал поступает на перегонку. Для перегонки используют установки периодического и непрерывного действия. В первом случае получают спирт, очищенный в меньшей степени от примесей, но более ароматичный, что положительно влияет на качество коньячных спиртов. Во втором случае качество спирта хуже, т.к. он в большей степени освобожден от летучих примесей.
При использовании аппаратов периодического действия сначала в процессе простой перегонки виноматериала получают спирт-сырец крепостью 27-33 % об. и коньячную барду. В конце перегонки выделяют фракцию - душистые воды.
Спирт-сырец подвергают фракционной перегонке, в результате которой получают три фракции. Головная фракция идет на ректификацию, средняя фракция - коньячный спирт 1 сорта (идет на изготовление коньяков групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС»).
Концевая фракция поступает на вторичную перегонку, в результате которой выделяют снова три фракции. Головная и концевая фракции идут на ректификацию. Средний погон - коньячный спирт 2-го сорта - используется для изготовления коньяков трех-, четырех-, пятилетних.
Если для перегонки используются непрерывно действующие установки, то выделяют четыре фракции:
головная (эфиро-альдегидная) фракция идет на ректификацию;
средняя - коньячный спирт (лучше очищен от примесей, но менее ароматичен). Его используют в производстве только после купажирования с душистыми водами или старыми коньячными спиртами;
концевой погон (сивушное масло);
душистые воды.
Молодые коньячные спирты имеют крепость 62-70 % об., бесцветны, малоароматичны, резки на вкус. Для приобретения необходимых органолептических качеств их выдерживают в дубовых бочках или эмалированных емкостях, заполненных древесиной дуба в виде брусков, стружки.

5. Выдержка коньячного спирта

Цель выдержки - приобретение спиртом цвета, тонкого аромата и мягкого вкуса.
Спирт извлекает из древесины дуба фенольные вещества, которые при доступе кислорода воздуха образуют окрашенные продукты.
В процессе выдержки спирты окисляются до альдегидов, которые в свою очередь превращаются в кислоты. Взаимодействие спиртов и кислот приводит к образованию сложных эфиров. Лигнин (триммер, относится к фенольным веществам,), содержащийся в древесине и извлекаемый спиртом, распадается с образованием ванилина и других ароматических альдегидов (сиреневого, коричного). В результате всех этих процессов развивается тонкий букет, во вкусе появляются мягкие бархатные тона.
Выдержка связана с большими потерями спирта на испарение. Потери за год по крепости составляют 1,0-1,5 % об.; по объему - 2-4 %. Крепость спирта в процессе выдержки в зависимости от длительности может снижаться до 50 % об.
Выдержку проводят в сухих наземных помещениях при температуре 15-25 єС и относительной влажности воздуха 75-85 %. Сначала спирты выдерживают в специально обработанных новых, не полностью заполненных, дубовых бочках (для интенсивного протекания окислительных процессов) в течение примерно одного года. Затем коньячный спирт переливают в старые бочки или в крупные эмалированные резервуары. В последнем случае в резервуары помещают дубовые бруски (клепку) или стружку и дозируют кислород воздуха, т.е. создают примерно такие же условия, как и при выдержке в дубовых бочках.

6. Купажирование и обработка коньяков

Приготовление коньяков складывается из купажа компонентов, оклейки, обработки холодом, фильтрации.
Купажирование заключается в смешивании в определенных пропорциях выдержанных коньячных спиртов, душистых вод, спиртованных вод, сахарного сиропа, колера.
Спиртованные воды готовят разбавлением выдержанного коньячного спирта умягченной водой (с временной жесткостью не более 0,36 є) до крепости 20-25 % об.. Перед купажированием хранят в дубовых бочках 60-70 суток. Используют для снижения крепости коньяков.
Душистые воды получают при отборе хвостовой фракции в процессе перегонки. Содержат этиловый спирт, эфиры, альдегиды, летучие кислоты. Выдерживают до купажирования 70 дней в дубовых бочках при температуре 35-40 єС. Вносят в купаж для смягчения вкуса и усиления аромата коньяка.
Сахарный сироп добавляют к коньячным спиртам для смягчения вкуса. Готовят растворением сахара в умягченной воде при нагревании. Затем в охлажденный сироп вводят выдержанный коньячный спирт до крепости 40% об.. До использования сироп хранят в дубовых бочках или эмалированных резервуарах не менее года. Причем для купажирования со старыми коньяками сироп выдерживают в бочках не менее 10-ти лет.
Колер - натуральный краситель темно-коричневого цвета - вносят в купаж для придания более интенсивной окраски готовому напитку. Колер рекомендуется спиртовать выдержанным коньячным спиртом до крепости 25-30 % об.
В купаж трех-, четырех-, пятилетних коньяков наряду с выдержанным спиртом входят все вышеперечисленные компоненты.
При купажировании коньяков групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС» к выдержанному коньячному спирту добавляют только спиртованные воды и сахарный сироп.
Полученный в результате купажирования коньяк еще не является готовым продуктом. Коньяк оклеивают для осветления и устранения неприятной грубости во вкусе. Для оклейки используют рыбий клей, желатин, яичный белок; для деметаллизации - желтую кровяную соль (ЖКС), фитин, ортофосфорную кислоту.
После осветления и стабилизации коньяк направляют на отдых. Длительность отдыха для трех-, четырех-, пятилетних коньяков составляет 90 суток, для «КВ» - 270 суток, для «КВВК», «КС», «ОС» - 360 суток.
Перед розливом коньяк обрабатывают холодом при температуре минус 8 - минус 12 єС в течение 5-10 суток для получения стойкого при хранении напитка и фильтруют (температура на выходе из фильтра минус 3 єС).
Выдержанный и обработанный коньяк передают на розлив.
Разливают при атмосферном давлении в специальные бутылки из бесцветного стекла вместимостью 0,05; 0,1; 0,25; 0,5 и 0,75 дм3.
Наряду с коньяками выпускаются и коньячные напитки. Их готовят из невыдержанных коньячных спиртов. Это «Стругураш» (Молдавия), «Янтарь», «Арагау» (Армения) и др.
Технология их изготовления сводится к тому, что молодой коньячный спирт или готовый купаж настаивают или пропускают в потоке через дубовую древесину, предварительно обработанную специальным способом. В состав купажа входят молодой коньячный спирт, умягченная вода, сахарный сироп и колер. Экстракция компонентов древесины купажной смесью длится 15-20 дней при температуре 20-25 єС. Доза вносимой древесины составляет в зависимости от степени ее измельчения и способа подготовки от 10 до 30 г/дм3 купажной смеси. В дальнейшем напиток фильтруют и разливают.

7. Напитки типа коньяка

Бренди - крепкий алкогольный напиток, являющийся продуктом дистилляции виноградного вина или сброженных плодово-ягодных соков. В зависимости от используемого сырья напитки имеют разное название (таблица 12).

Таблица 12

Основные названия национальных напитков типа бренди

Название бренди
Основное сырье
Место изготовления

Сливовица
Сливы
Болгария, Венгрия,
Молдавия и др.

Кальвадос
Яблоки
Россия, Германия, Литва

Граппа
Выжимки винограда
Италия

Чача
Выжимки винограда
Грузия

Текила
Агава
Мексика

Сакэ
Рис
Япония


Ром - алкогольный напиток крепостью 40-45 % об. с приятным ароматом, приготовленный из ромового спирта. Основные производители рома: Куба, Ямайка, Гаити.
Как напиток ром редко употребляют в чистом виде. Его используют для приготовления грога, ликеров, коктейлей, пуншей, а также в производстве мороженого и кондитерских изделий.
Основное сырье для получения рома - сахарный тростник и тростниковая меласса. Ром, полученный из мелассы, более качественный и быстрее созревает.
Различают следующие типы рома:
Натуральный ром получают путем разбавления выдержанного ромового спирта определенной крепости водой, в случае необходимости добавляют сахар и колер.
Ромовые смеси готовят смешиванием в определенных пропорциях натурального ромового спирта и этилового спирта-ректификата.
Искусственный ром - напитки на основе этилового спирта, к которому добавлены различные ингредиенты (сложные эфиры, сахар, колер и др.) для придания внешних признаков натурального рома.
Виски крепкий алкогольный напиток с объемной долей спирта 40-45 %. Получают перегонкой сброженного сусла из зернового сырья с последующей длительной выдержкой (от 3-х до 10-ти лет) спирта-сырца в дубовых бочках, обугленных изнутри. Используют либо в чистом виде, либо для приготовления коктейлей. Производят в Шотландии, Ирландии, Америке, Канаде.
Основное сырья для производства виски - рожь, кукуруза и ячмень. В соответствии с этим различают солодовое, зерновое и смешанное виски. Классическим считается шотландское виски (скотч).
Джин - алкогольный напиток крепостью до 45 % об. Изготавливают путем перегонки водно-спиртовых настоев пряно-ароматического сырья с обязательным включением ягод можжевельника. В связи с этим джин часто классифицируют как можжевеловую водку, которая широко распространена в США, Западной Европе. В качестве ингредиентов используют также анис, кардамон, корицу, кориандр, лимонные или апельсиновые корки.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику крепким алкогольным напиткам, перечислите их группы.
Нарисуйте принципиальную схему производства коньяков и опишите ее.
Дайте классификацию коньяков, назовите их основные показатели (содержание спирта и сахара).
Охарактеризуйте коньячные виноматериалы, назовите требования, предъявляемые к ним.
Опишите технологию получения коньячных спиртов и назовите основные показатели спирта.
Охарактеризуйте фракции, получаемые при перегонке коньячных виноматериалов.
Опишите процессы, происходящие в коньячном спирте при выдержке в дубовых бочках: химические, физические, физико-химические.
Опишите технологию выдержки коньячных спиртов.
Опишите технологию купажирования различных групп коньяков.


6.2. ПРОИЗВОДСТВО ВОДКИ

1. Характеристика и классификация водок.
2. Принципиальная схема производства водки.
3. Приготовление сортировки.
4. Обработка сортировки.


1. Характеристика и классификация водок

Водка - спиртной напиток крепостью 40-56 % об., полученный обработкой водно-спиртового раствора активным углем с добавлением в него ингредиентов или без них с последующей фильтрацией. Это бесцветная прозрачная жидкость без посторонних включений и осадка с характерным водочным ароматом и вкусом.
Водки, в зависимости от применяемых при их изготовлении спирта и добавок, подразделяются на водки и водки особые.
Водки особые отличаются специфическим ароматом, мягким вкусом за счет содержания таких добавок, как мед, эфирные масла, глицерин.
Водки делят на водки массового производства (готовят на спирте «высшей очистки»), сортовые (применяют спирт «Экстра»), водки повышенного качества (готовят на спирте «Люкс»).
В последние годы в России разработаны технологии высококачественных водок на спирте «Альфа».
Водки различается крепостью (Столичная, Посольская, Пшеничная 40 %, Сибирская 45 %, Столовая 50 %, Крепкая 56 %), вкусом (зависит от качества спирта и воды, а также вносимых ингредиентов). Добавляемые ингредиенты не должны изменять цвет водки. В качестве добавок используют сахар, инвертный сахарный сироп, лимонную кислоту, уксуснокислый натрий, гидрокарбонат натрия, перманганат калия, сухое обезжиренное молоко и др.

2. Принципиальная схема производства водки

Производство водки включает следующие основные стадии (рис.15): подготовку воды, приготовление сортировки, обработку сортировки, розлив водки.

























3. Приготовление сортировки

Основные стадии производства водки - приготовление сортировки и ее обработка.
Сортировка - это водно-спиртовая смесь. Для приготовления водки используют только умягченную воду. Готовят сортировку в специальных герметично закрытых аппаратах - сортировочных чанах. Сначала в чан наливают спирт, затем подготовленную воду, перемешивают мешалками или сжатым воздухом.
При смешивании спирта с водой выделяется тепло, а объем смеси уменьшается, т.е. наблюдается явление контракции. Нужное количество спирта и воды, требуемое для приготовления определенного объема сортировки, находят с помощью специальных таблиц, в которых указывается, сколько необходимо добавить воды к 100 объемам спирта определенной крепости, чтобы получить сортировку заданной крепости.
Если после перемешивания крепость сортировки не соответствует заданной, то ее корректируют: при завышенной крепости добавляют расчетное количество воды, а при заниженной - спирта.
Готовая сортировка насосом перекачивается в напорный чан, а оттуда поступает на очистку и фильтрацию.
4. Обработка сортировки

Приготовленная сортировка всегда содержит небольшое количество тонкодисперсных частиц, которые вносятся с умягченной водой, а также образуются из солей жесткости воды при смешивании со спиртом. Поэтому сортировку предварительно фильтруют на песочных фильтрах (форфильтрах), через которые она непрерывно проходит сквозь слой кварцевого песка сверху вниз. Эта операция обязательна, т.к. предотвращает загрязнение и удлиняет работу угольных фильтров.
Из форфильтров сортировку направляют в угольные реакторы. Только после обработки активным углем водно-спиртовый раствор приобретает аромат и вкус, характерные для того или иного типа водки.
Улучшение вкуса и аромата происходит за счет адсорбции активным углем примесей спирта, придающих водке неприятный запах и вкус. Наряду с физической происходит химическая сорбция. Кислород воздуха, содержащийся в порах угля, катализирует реакции окисления спиртов в соответствующие альдегиды и кетоны, а затем их в кислоты. Количество альдегидов и высших спиртов при этом уменьшается. Кислоты образуют со спиртами в результате реакции этерификации сложные эфиры: уксусноэтиловый, уксусноизоамиловый и др. Это приводит к улучшению органолептических показателей водки.
Наиболее распространенным способом обработки сортировки является непрерывный (динамический). Сортировку пропускают через слой активного угля снизу вверх с определенной скоростью (5-60 дал/час), чтобы обеспечить сбалансированное протекание сорбционных и окислительно-восстановитель-ных процессов.
Используют активный уголь марки БАУ (березовый или буковый). Его получают путем сжигания древесины без доступа воздуха с последующей обработкой перегретым паром. Он имеет высокую пористость и большую адсорбционную поверхность.
Эффективность действия угля с течением времени снижается. Регенерацию угля проводят паром или перманганатом калия непосредственно в колонках.
Обработанную сортировку из угольных колонок направляют на повторную фильтрацию через песочные фильтры для удаления механических примесей и унесенных частичек угля.
Отфильтрованную водку перекачивают в доводные чаны, где проверяют и корректируют крепость. Входящие в рецептуру ингредиенты вносят либо до обработки сортировки углем (в сортировочный чан), либо после (в доводные чаны). Непосредственно перед розливом проводят контрольное фильтрование водки.
Разливают на автоматизированных линиях розлива при атмосферном давлении по уровню или по объему в бутылки из бесцветного или полубелого стекла вместимостью 0,05, 0,1, 0,25, 0,5, 0,75 и 1 дм3. Укупоривают алюминиевыми колпачками типа «Алка» (под обкатку) или винтовыми пробками.



Контрольные вопросы

Дайте характеристику водке как алкогольному напитку.
Охарактеризуйте ассортимент водок.
Опишите принципиальную схему производства водки.
Опишите технологию и основное оборудование для приготовления сортировки и ее фильтрования.
Охарактеризуйте процессы, происходящие при обработке сортировки активным углем.


6.3. ПРОИЗВОДСТВО ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

1. Характеристика и классификация ликеро-водочных изделий.
2. Принципиальная схема производства.
3. Приготовление полуфабрикатов ликеро-водочного производства.
4. Купажирование и обработка ликеро-водочных изделий.


1. Характеристика и классификация ликеро-водочных изделий

Ликеро-водочные изделия - спиртные напитки крепостью 12-60 % об., приготовленные смешиванием полуфабрикатов (спиртованных настоев, морсов, соков, ароматных спиртов), эфирных масел, сахарного сиропа с этиловым ректификованным спиртом, умягченной водой с добавлением красителей или без них.
Ликеро-водочные изделия делят в зависимости от экстрактивности, содержания сахара и спирта на следующие группы:
1. Ликеры:
крепкие - крепость 35-45 %, содержание сахара 25-50 г/100 см3. Для их приготовления используют настои и ароматные спирты из пряно-ароматического сырья. Имеют сладкий вкус с оттенком жгучести и горечи (Бенедектин, Мятный);
десертные - крепость 25-30 %, содержание сахара 30-50 г/100 см3. Получают смешиванием спиртованных соков и морсов из плодово-ягодного сырья с эфирными маслами или настоями из пряно-ароматического сырья. Вкус сладкий или кисло-сладкий с привкусом соответствующих плодов и ягод, аромат - характерный плодовый (Абрикосовый, Вишневый);
эмульсионные - крепость 18-25 %, содержание сахара 15-35 г/100 см3. В состав входят молоко, сливки, яичные желтки и другие наполнители, ароматизаторы (или без них). Имеют необычный, приятный, мягкий вкус, невысокую крепость, привлекательный внешний вид.
2. Кремы готовят аналогично десертным ликерам, но они имеют несколько большую вязкость. Содержание спирта 20-23 %, сахара 50-60 г/100 см3 (Малиновый, Шоколадный).
3. Наливки - крепость 18-20 %, содержание сахара 25-40 г/100 см3. Наливки готовят на полуфабрикатах из плодово-ягодного сырья с внесением ингредиентов. Обладают кисло-сладким вкусом и ароматом отдельных плодов (Сливянка, Спотыкач, Черносмородиновая).
4. Пунши - напитки с содержанием спирта 15-20 % и сахара 30-40 г/100 см3. Для их приготовления используют плодово-ягодные соки, морсы, настои из пряно-ароматического сырья, эфирные масла, сахар, мед, коньяк, портвейн. Имеют кисло-сладкий вкус и аромат плодов с оттенком пряностей (Коньячный, Медовый). Перед употреблением пунши рекомендуется разбавлять горячим чаем, кипяченой или газированной водой в соотношении 1:1.
5. Настойки:
сладкие - напитки, близкие к наливкам. Отличаются большим содержанием спирта (16-25 %) и меньшим сахара (8-30 г/100 см3). Характеризуются кисло-сладким вкусом и ароматом плодов, из которых они изготовлены (Нежинская рябина, Рябина на коньяке);
полусладкие - отличаются от сладких настоек большим содержанием спирта (30-40 %) и меньшим сахара (9-10 г/100 см3). Готовят на спиртованных соках и морсах. Имеют кисловатый вкус (Паланга, Олеся);
полусладкие слабоградусные - крепость 20-28 %, содержание сахара 4-10 г/100 см3. Готовят на спиртованных соках, морсах, настоях и ароматных спиртах (Южная, Лесная сказка);
горькие - изделия с содержанием спирта 30-60 % и сахара от 0 до 7 г/100 см3, приготовленные на настоях и ароматных спиртах из пряно-ароматического сырья, содержащего горькие и фенольные вещества, а также на спиртованных соках и морсах, что повышает их органолептические свойства (Старка, Зубровка, Зверобой);
горькие слабоградусные - отличаются от горьких пониженной крепостью (25-28 %), отсутствием сахара и повышенным содержанием компонентов ароматных спиртов и настоев для восполнения недостающей полноты вкуса (Имбирная, Стрелецкая).
6. Напитки десертные - изделия типа сладких настоек с содержанием спирта 12-16 %, сахара 14-30 г/100 см3 (Клюква, Яблочко, Уральский).
7. Аперитивы - спиртные напитки крепостью 15-35 %, с содержанием сахара 4-18 г/100 см3. В их состав входят настои различных растений, имеющих тонизирующее действие, во вкусе имеются оттенки горечи или жжения, создаваемые компонентами полыни, красного перца, имбиря (Степной, Сюрприз).
8. Бальзамы - ликеро-водочные изделия, в составе которых имеются компоненты целебных и вкусовых трав. В рецептуру многих бальзамов входит перуанское бальзамовое масло. Имеют коричневый цвет с разными оттенками, горький вкус и приятный аромат. Готовят с использованием всех видов полуфабрикатов ликеро-водочного производства. Крепость 40-45 %, сахар отсутствует (Рижский, Горно-Алтайский, Сибирь).
9. Коктейли - изделия крепостью 20-40 % с различным содержанием сахара (от 0 до 24 г/100 см3). Для их приготовления применяют различные полуфабрикаты. Употребляются разбавленными безалкогольными напитками, соками, минеральной водой (Диско, Рубин).
Основным сырьем ликероводочного производства является растительное сырье:
ароматическое (травы, цветы, корни и корневища, древесная кора, сухие плоды, корка сочных плодов);
неароматическое (травы, корни, корневища);
плодово-ягодное (свежее и сушеное).

2. Принципиальная схема производства

Принципиальная технологическая схема производства ликеро-водочных изделий (рис. 16) включает следующие стадии:
приготовление полуфабрикатов;
купажирование ингредиентов;
отстаивание и фильтрование изделий;
розлив.

Рис. 16. Принципиальная технологическая схема производства ликеро-водочных изделий
3. Приготовление полуфабрикатов
ликеро-водочного производства

К полуфабрикатам ликеро-водочного производства относятся: спиртованные соки, морсы, спиртованные настои, ароматные спирты, сахарный сироп, колер.
Спиртованные соки готовят из свежего плодово-ягодного сырья с последующим консервированием сока спиртом-ректификатом до крепости 25 % (если соки используются в производстве ликеро-водочных изделий) или 16 % (если соки предназначены для производства безалкогольных напитков).
Плоды и ягоды после приемки и взвешивания сортируют, моют (если кожица твердая, плотная), измельчают на дисковых, ножевых или валковых дробилках и отделяют сок-самотек. Для лучшего извлечения сока мезгу обрабатывают пектолитическими ферментными препаратами (Пектофоетидином П10х, Ксилоглюканофоетидином П10х и др.) и, после выдержки, направляют на прессование.
Полученный после прессования сок смешивают с соком-самотеком и спиртуют до крепости 25 % (для клубничного сока - до крепости 20 %) этиловым ректификованным спиртом высшей очистки.
При добавлении спирта к соку выпадают в осадок вещества, которые малорастворимы в спирте: пектиновые, фенольные, белковые. В производстве ликеро-водочных изделий используют только прозрачные соки. Освобождают сок от взвесей путем отстаивания в течение 10-25 суток. Для лучшего осветления добавляют бентонит, пектолитические или протеолитические ферментные препараты. Осветленный сок осторожно сливают с осадка и фильтруют.
Срок хранения спиртованных соков не более 12-ти мес.
Морсы получают настаиванием свежего или сушеного плодово-ягодно-го сырья водно-спиртовым раствором крепостью 30-50 %.
Свежее сырье сортируют, моют и измельчают. Из абрикосов предварительно удаляют косточки, другие косточковые грубо дробят. Малину, землянику не измельчают. Сушеное сырье не моют, но измельчают.
Измельченное сырье загружают в экстрактор, заливают водно-спиртовым раствором крепостью 45 % для свежего и 50 % для сушеного сырья. Проводят первое настаивание в течение 6-ти суток для свежего и 10-ти суток для сушеного сырья. После этого жидкую часть декантируют и получают морс первого слива.
Затем сырье повторно заливают водно-спиртовым раствором крепостью 30 % для свежего и 45 % для сушеного сырья и настаивают столько же времени, как и в первый раз. Получают морс второго слива. Мезгу прессуют и выделяют морс второго слива после отжима. Все полученные морсы объединяют.
Крепость морсов из свежего сырья 25-26 %, из сушеного - 35-47 %; содержание сухих веществ в морсах соответственно 2,5-3,5 % и 5,5-13,7 %.
Срок хранения морсов 12 мес. из сушеного сырья и 6 мес. из свежего сырья.
Спиртованные настои получают настаиванием пряно-ароматического сырья водно-спиртовым раствором крепостью 40-90 %.
Отсортированное сырье измельчают: травы - на траворезке; орехи, корни, семена - на дисковых дробилках. Размер частиц: травы 2-10 см, корки цитрусовых 1-2 см, коры и корней - 0,5-2 см, орехов - 0,5-1см, семян - до расплющивания.
Подготовленное сырье заливают водно-спиртовым раствором крепостью 50-70 % и настаивают 5-14 суток. Первый настой сливают, а сырье вновь заливают водно-спиртовым раствором крепостью 40-60 % и настаивают еще 5-14 суток. Полученные настои первого и второго слива объединяют.
Ароматные спирты - полуфабрикат крепостью 75-80 % получают путем перегонки настоев водно-спиртовой жидкости с эфирно-масличным или плодово-ягодным сырьем. Отличаются от настоев отсутствием окраски и более нежным, тонким ароматом.
Для перегонки используют специальные перегонные аппараты - аламбики.
Сырье сортируют, измельчают, загружают в куб перегонного аппарата, заливают водно-спиртовым раствором крепостью 60 % для свежего и 50 % для сушеного сырья и подвергают перегонке. Из плодово-ягодного сырья предварительно можно готовить соки, морсы, из пряно-ароматического сырья - настои и затем их же перегонять.
При перегонке отбирают три фракции:
начальную - спиртовой раствор терпенов, мутную жидкость с резким запахом, крепостью 80-90 %;
среднюю - ароматный спирт. Это прозрачная жидкость с запахом, соответствующим аромату натурального сырья, крепостью 75-80 %;
концевую.
Сахарный сироп. Сахару принадлежит важная роль в формировании вкуса изделий. Он придает напиткам сладость, смягчает вкус крепких изделий, способствует ассимиляции ароматических веществ, придает густоту, вязкость (кремам, ликерам).
Сахар используют в виде сахарного сиропа концентрацией сухих веществ 65,8 и 73,2 % мас. Готовят так же, как для безалкогольных напитков, холодным или горячим способом.
Колер - натуральный краситель - получают нагреванием сахара с небольшим количеством воды до температуры 160-180 єС. В результате образуются темноокрашенные продукты разложения сахарозы - карамели. Содержание сухих веществ в готовом колере 70 % мас.

4. Купажирование и обработка ликеро-водочных изделий

Ликеро-водочные изделия готовят по действующим рецептурам. В каждой рецептуре приводится наименование напитка, физико-химические и органолептические показатели, состав купажа, расход ингредиентов на 1000 дал изделия.
Напитки получают путем купажирования всех компонентов, входящих в рецептуру. Смешивание проводят в закрытых купажных аппаратах с мешалкой.
Перед купажированием плодово-ягодные соки и морсы фильтруют через фильтр-картон. Синтетические красители (тартразин, индигокармин), колер и лимонную кислоту добавляют в купаж в виде водных растворов, эфирные масла и ванилин - в виде спиртовых растворов.
Смешивание компонентов купажа проводят в определенной последовательности. Сначала в купажный аппарат вводят спиртованные соки, морсы, настои и ароматные спирты, затем спирт-ректификат высшей очистки, большую часть воды, добавляют сахарный сироп, лимонную кислоту, красители и оставшуюся воду для доведения до заданного объема. После внесения каждого компонента купаж тщательно перемешивают.
Продолжительность купажирования 1-3 час. После составления купажа отбирают среднюю пробу для анализа. При несоответствии приготовленного купажа рецептуре проводят корректировку. Купажи горьких настоек корректируют по крепости; сладких изделий, ликеров - по крепости, сахару и кислотности. Готовый купаж направляют на фильтрацию.
При фильтрации отделяются взвешенные частицы, попадающие в купаж с полуфабрикатами, муть, осадки, образующиеся при купажировании в результате коагуляции пектиновых, фенольных веществ и белков. Проводят фильтрацию на фильтр-прессах. В качестве фильтрующего материала используется фильтр-картон марок Т, КТФ и КТФ-1.
Некоторые ликеры для улучшения аромата и вкуса выдерживают в дубовых бочках при температуре 8-20 єС от 1-го мес. до 2-х лет. Выдержанные ликеры фильтруют и направляют на розлив.
Проводят розлив ликеро-водочных изделий при атмосферном давлении в бутылки из стекла, хрусталя, керамики, фарфора.
Прозрачность - один из важнейших показателей качества ликеро-водоч-ных напитков. Из-за высокого содержания спирта они являются биологически стойкими, однако подвержены коллоидным помутнениям. Чаще всего мутнеют изделия на основе соков и морсов. Причиной являются содержащиеся в плодово-ягодном сырье белки, пектиновые, фенольные вещества и их комплексы, а также ионы кальция, магния, железа, меди.
Стабильность изделий можно достичь обработкой как купажей, так и полуфабрикатов.
Используют физико-химические методы стабилизации (обработка оклеивающими материалами - бентонитом, желатином, поливинилпирролидоном), термические (обработка теплом или холодом) и биохимические (обработка ферментными препаратами пектолитического или протеолитического действия).
Хранят изделия при температуре 10-20 єС и относительной влажности воздуха не более 85 % в защищенных от попадания прямых солнечных лучей помещениях.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику ликеро-водочным изделиям, назовите группы этих напитков.
Опишите принципиальную схему производства ликеро-водочных изделий.
Опишите технологические схемы приготовления спиртованных соков, морсов, настоев, ароматных спиртов, назовите основные параметры получения этих полуфабрикатов.
Опишите процессы при купажировании, фильтровании ликеро-водочных изделий.
ГЛАВА 7. ПРОИЗВОДСТВО
БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ

Классификация безалкогольных напитков.
Сырье для получения напитков.
Принципиальная схема производства безалкогольных напитков.
Приготовление сахарного сиропа.
Получение купажного сиропа.
Сатурация воды и напитков.
Розлив напитков.


1. Классификация безалкогольных напитков

Безалкогольные напитки классифицируют следующим образом:
по виду на прозрачные, мутные, сухие, концентраты;
по типу - сильно-, средне-, слабогазированные и негазированные;
по группам в зависимости от используемого сырья, технологии производства и назначения - сокосодержащие; напитки на зерновом сырье; на пряно-ароматическом сырье; на ароматизаторах; напитки брожения;
по стойкости - пастеризованные и непастеризованные; с применением консервантов; напитки холодного розлива и горячего розлива.

2. Сырье для получения напитков

Для придания напиткам сладкого вкуса используют сахар (в виде сахара-песка, сахара-рафинада, жидкого сахара) и подсластители различной природы (натуральные и синтетические). Натуральные подсластители: сахара (глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза, сахароза - основной сахар); сладкие спирты (сорбит, ксилит - для диабетиков); вещества сложной природы (тауматин, монелин). Синтетические подсластители: сахарин, цикламаты, аспартам.
Пищевые органические кислоты используют для придания кислого или терпкого вкуса, усиления вкуса, жаждоутоляющего действия, для смягчения сладости сахара, для консервирующего действия. Применяют лимонную, молочную (в напитках из хлебного сырья), виннокаменную (в сухих напитках), сорбиновую, аскорбиновую (как консерванты) кислоты.
Красители натуральные (колер, энокраситель, бузиновый, вишневый, черничный, черносмородиновый, черноплоднорябиновый, свекольный) и синтетические (индигокармин, тартразин) применяют для подкрашивания напитков.
Вкусовые и ароматические вещества. В зависимости от способа получения ароматические вещества подразделяются на настои, экстракты, эссенции из натурального и синтетического сырья и комбинированные смеси натуральных и синтетических душистых веществ.


3. Принципиальная схема производства безалкогольных
напитков

Технологическая схема получения безалкогольных напитков (рис. 17) включает следующие основные стадии:
приготовление сахарного сиропа;
приготовление колера;
приготовление купажного сиропа;
подготовку воды;
сатурацию воды (напитка);
розлив напитка.

4. Приготовление сахарного сиропа

Сахар в производстве безалкогольных напитков используется в виде сахарного сиропа концентрацией сухих веществ 60-65 %. Сахарный сироп можно готовить холодным или горячим способом.
Холодный способ: сахар растворяют в подготовленной воде с температурой 20-25 єС при перемешивании.
Горячий способ: расчетное количество умягченной воды подогревают в сироповарочном котле до 50-60 єС, вносят необходимое количество сахара, доводят до кипения и кипятят 30 мин для уничтожения слизеобразующих бактерий. Готовый сироп фильтруют и охлаждают до 15-20 єС.
В производстве безалкогольных напитков сахарный сироп готовят только горячим способом во избежание инфицирования готовой продукции.
Наряду с белым сахарным сиропом применяют инвертированный сахарный сироп. В нем часть сахарозы в процессе варки гидролизуется до фруктозы и глюкозы под действием добавленных в сироп органических кислот (чаще лимонной). Инверсия приводит к более сладкому и мягкому вкусу сиропа, к большему выходу сухих веществ, что позволяет уменьшить расход сахара.
Колер, используемый для подкрашивания напитков, готовят так же, как в производстве ликеро-водочных изделий.

5. Получение купажного сиропа

Купажный сироп готовят холодным, полугорячим и горячим способом.
Холодный способ используют в тех случаях, когда в рецептуру напитков входят настои, эссенции, композиции и другое ароматсодержащее сырье.
Компоненты купажного сиропа задают в аппарат последовательно при тщательном перемешивании от менее ароматичного к более ароматичному: сахарный сироп, сок или экстракт, вино, кислота, красители, настои, эссенции. При таком способе купажирования лучше сохраняются ароматические вещества, витамины и другие биологически активные соединения.

Рис. 17. Технологическая схема получения газированных напитков

Горячий и полугорячий способы купажирования применяют тогда, когда необходимо сократить объем купажного сиропа, уменьшить дозу его расхода на бутылку, обеспечить стерильность сырья (при использовании натуральных соков, экстрактов), удаление спирта (если применяют спиртованные соки, морсы, вина). Используют для изготовления напитков, в рецептуру которых входят соки, морсы, экстракты, вина.
Горячий способ: сахарный сироп варят не на воде, а на всем количестве (100 %) сока (морса, вина), заложенного в рецептуру. Полугорячий способ: сахарный сироп варят на 50 % от рецептурного сока (морса, вина), остальную часть (50 %) вносят при купажировании.
В готовом купажном сиропе, полученном любым способом, проверяют содержание сухих веществ, сироп фильтруют через фильтр-картон, охлаждают до температуры не выше 8 єС и передают на розлив.
6. Сатурация воды и напитков

Искусственное насыщение воды диоксидом углерода называется сатурацией. В основе сатурации лежит способность СО2 при взаимодействии с водой образовывать водный раствор. На растворимость газа в жидкости влияет ряд факторов: природа газа и жидкости, парциальное давление газа над жидкостью, примеси воздуха в СО2 и воде, температура раствора, содержание в воде электролитов и коллоидов.
Исходя из этого, перед сатурацией воду умягчают, охлаждают до 2-4 єС, деаэрируют (освобождают от воздуха). Насыщение идет под давлением 0,5-1,2 МПа до содержания СО2 не менее 0,6 % мас.
Процесс сатурации осуществляется в специальных аппаратах - сатураторах. Современным способом насыщения диоксидом углерода является синхронно-смесительный. В установках, работающих по этому способу, насыщению СО2 подвергается либо готовый напиток (смесь деаэрированной воды и купажного сиропа), либо предварительно деаэрированную воду газируют и смешивают с купажным сиропом. Синхронно-смесительный способ позволяет повысить качество напитков, снизить потери диоксида углерода, отказаться от использования ряда автоматов (дозировочного и для перемешивания напитков) на линии розлива.

7. Розлив напитков

Розлив безалкогольных газированных напитков осуществляется в изобарических условиях для предотвращения потерь диоксида углерода. Напитки разливают в стеклянные или ПЭТ-бутылки, жестяные банки.
Классическим, но уже устаревшим способом является розлив напитков с дозированием купажного сиропа в бутылку с последующим доливом газированной водой. Современный способ - розлив готового, насыщенного СО2 напитка.

Контрольные вопросы

Приведите классификацию безалкогольных напитков, дайте характеристику напиткам каждой группы.
Назовите сырье, используемое в производстве безалкогольных напитков.
Изобразите принципиальную технологическую схему производства безалкогольных напитков.
Опишите технологию приготовления белого сахарного сиропа и колера.
Объясните сущность процесса инверсии, опишите режим приготовления инвертного сахарного сиропа.
Приведите технологию приготовления купажного сиропа, а также принципы последовательности внесения компонентов купажа.
Назовите факторы, влияющие на степень насыщения воды диоксидом углерода.
Объясните особенности розлива безалкогольных напитков.


ГЛАВА 8. ПРОИЗВОДСТВО КВАСА

1. Характеристика кваса и сырья для его производства.
2. Получение квасного сусла.
3. Получение комбинированной закваски.
4. Сбраживание квасного сусла.
5. Купажирование и розлив кваса.
6. Производство квасов бутылочного розлива и напитков на хлебном сырье.


1. Характеристика кваса и сырья для его производства

Квас - слабоалкогольный напиток кисло-сладкого вкуса с ароматом ржаного хлеба, обладающий жаждоутоляющим и освежающим действием.
Различают квасы брожения, квасы бутылочного розлива и напитки на основе хлебного сырья. Квасы брожения - это продукты незавершенного спиртового и молочнокислого брожения. Ассортимент сброженных квасов: хлебный, окрошечный, Днепровский, Яблочный, для горячих цехов.
Основное сырье для производства кваса: ржаной ферментированный и неферментированный солод, ржаная мука, ячменный солод, квасные хлебцы, сухой квас, концентрат квасного сусла.
Квасные хлебцы готовят из ржаного солода, ржаной муки и ячменного солода путем приготовления теста (опары) с последующей выпечкой хлебцев. Влажность готовых хлебцев 40 %. Вкус - кисло-сладкий, с резко выраженным ароматом ржаного хлеба.
Сухой квас получают сушкой квасных хлебцев до влажности 8 % и дроблением до муки крупного помола.
Концентрат квасного сусла (ККС) - в настоящее время основное сырье для производства кваса. Для получения ККС используют ржаной ферментированный и неферментированный солод, ячменный солод, ржаную или кукурузную муку, ферментные препараты. Технология ККС складывается из затирания дробленых зернопродуктов, фильтрования затора, осветления сусла, его упаривания и термообработки. Разливают готовый ККС в стеклянные банки, металлические бочки, фляги, авто- и железнодорожные цистерны.
ККС - вязкая густая жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкого вкуса, с ароматом ржаного хлеба; содержание сухих веществ 70 %; кислотность 14-40 см3 раствора NaOH концентрацией 1 моль/дм3 на 100 г концентрата.
Технологическая схема производства квасов брожения состоит из следующих стадий: приготовление сахарного сиропа и колера; получение квасного сусла; получение комбинированной закваски; сбраживание сусла; купажирование кваса и его розлив.




2. Получение квасного сусла

Квасное сусло получают одним из способов:
настойным - из квасных хлебцев или сухого кваса;
настойным, или рациональным способом - из ржаной муки, ржаного и ячменного солодов;
из концентрата квасного сусла.
На большинстве заводов квас производится из ККС. Сусло из этого вида сырья получают следующим образом: ККС (70 % от рецептурного количества) разбавляют водой температурой 30-35 оС в 2,0-2,5 раза, перемешивают и добавляют воду до содержания сухих веществ 1,0-1,4 % (соответственно для хлебного и окрошечного кваса). В сусло вводят сахарный сироп (25 % от рецептурного) до содержания сухих веществ 2,5 % для хлебного кваса, 1,6 % - для окрошечного.

3. Получение комбинированной закваски

Для сбраживания квасного сусла используют комбинированную закваску, которая состоит из чистых культур дрожжей рас М-квасная, 131-К, С-2 и молочнокислых бактерий рас 11 и 13.
Дрожжи и молочнокислые бактерии при совместном развитии находятся в симбиозе, получая пользу от такого типа существования. Образуемая бактериями, молочная кислота снижает рН сусла, что создает более благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей, а продукты автолиза дрожжевых клеток (витамины, аминокислоты) потребляются молочнокислыми бактериями. При брожении, кроме молочной кислоты, бактерии образуют СО2, уксусную кислоту, спирт, ароматические продукты, что обеспечивает улучшение вкуса и аромата кваса.
Сначала чистые культуры дрожжей и бактерий разводят в лаборатории, затем в отделении ЧК и заканчивают на производственной стадии. Различают два основных способа приготовления разводок в отделении ЧК: способ А - раздельное выращивание ЧК дрожжей и молочнокислых бактерий (более предпочтителен); способ Б - совместное культивирование микроорганизмов.
На всех стадиях накопление биомассы дрожжей и бактерий ведут на квасном сусле с концентрацией сухих веществ 8 % при оптимальной температуре 26-30 єС. Готовность разводки дрожжей определяют по концентрации клеток (должна быть не менее 40 млн./см3), молочнокислых бактерий - по кислотности (6,8-7,0 см3 раствора NaOH концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3).
Наряду с чистыми культурами можно использовать для брожения технически чистые сушеные культуры квасных дрожжей и молочнокислых бактерий, а также прессованные хлебопекарные дрожжи, пивные дрожжи.




4. Сбраживание квасного сусла

В готовое сусло вводят комбинированную закваску в количестве 2-4 % к объему среды. Брожение ведут при температуре 25-30 оС до снижения массовой доли сухих веществ на 1 % и достижения кислотности не ниже 2 см3 раствора NaOH концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3. Продолжительность брожения 18-20 час.
Сброженный квас охлаждают до 5-7 оС для оседания дрожжей и передают на купажирование.
Брожение проводят в аппаратах различного типа: бродильных, бродильно-купажных, цилиндроконических.

5. Купажирование и розлив кваса

Купажирование кваса заключается в смешивании его с сахарным сиропом и ККС. Для этого в сброженное сусло добавляют оставшееся количество сахарного сиропа (75 % от рецептурного) и ККС (30 %), перемешивают диоксидом углерода, выдерживают 30-60 мин. В случае недостаточной цветности кваса вносят колер.
В квас для горячих цехов при купажировании добавляют хлориды кальция и натрия, фосфат калия, аскорбиновую кислоту.
Разливают квас в автотермоцистерны и бочки в изобарических условиях при температуре не выше 12 єС.
В торговой сети при хранении кваса за счет оставшегося количества дрожжей и молочнокислых бактерий происходит дополнительное его дображивание и насыщение углекислотой. В результате увеличивается содержание спирта и снижается концентрация сухих веществ. Хранят квас при температуре от 2 до 12 єС.

6. Производство квасов бутылочного розлива
и напитков на хлебном сырье

Ассортимент квасов бутылочного розлива - «Русский», «Московский»; напитков на хлебном сырье - «Здоровье», «Осень».
Квасы бутылочного розлива и напитки на хлебном сырье получают по схеме безалкогольных напитков. Основные стадии производства: приготовление сахарного сиропа и колера; приготовление купажного сиропа; насыщение воды или напитка диоксидом углерода; розлив.
Купажный сироп готовят холодным способом. Последовательность купажирования компонентов: разведенный ККС, сахарный сироп, раствор молочной (лимонной) кислоты. В купажный сироп могут добавлять мед, хрен, тмин, аскорбиновую кислоту и другие ингредиенты.
Квасы бутылочного розлива готовят из ККС или из концентратов «Русского» и «Московского» квасов. Второй способ более предпочтителен, так как обеспечивает однородность качества продукции, упрощает технологию производства.
В состав купажного сиропа напитка «Здоровье» входят: солодовый экстракт, сахар, лимонная кислота, колер, витамин С. Компоненты купажного сиропа напитка «Осень»: ККС, кукурузная патока, сахар, лимонная кислота, настой чая, лимонный и апельсиновый настой, ванилин, спирт, колер.
Квасы бутылочного розлива и напитки на хлебном сырье разливают в бутылки. Розлив либо классический (дозирование сиропа и заполнение бутылки холодной деаэрированной сатурированной водой), либо синхронно-смеситель-ный (сироп смешивается с деаэрированной сатурированной водой в соотношении 1:4-1:5 и далее разливается готовый напиток).
Для повышения стойкости данные напитки пастеризуют при температуре 65-70 єС в течение 35-45 мин.
После пастеризации бутылочный квас имеет более выраженный хлебный вкус и аромат.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику кваса и зернового сырья для его производства.
Какие квасы выпускает промышленность.
Охарактеризуйте микроорганизмы, применяемые для сбраживания квасного сусла.
Опишите способы приготовления квасного сусла из ККС.
Назовите способы и параметры разведения комбинированной закваски.
Охарактеризуйте процесс сбраживания квасного сусла, купажирования и розлива кваса.
В чем принципиальное различие между квасами брожения и напитками на хлебном сырье.
Назовите способы повышения стойкости кваса.


















ГЛАВА 9. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ

1. Классификация и характеристика природных минеральных вод.
2. Добыча и технология промышленного розлива минеральных вод.
3. Производство искусственно минерализованных вод.


1. Классификация и характеристика
природных минеральных вод

К природным минеральным водам относят природные воды, которые оказывают на организм человека определенное физиологическое действие. Оно обусловлено солевым, ионным и газовым составом воды, повышенным содержанием биологически активных компонентов и специфическими свойствами (радиоактивностью, температурой, реакцией среды). В связи с этим минеральные воды часто применяют в качестве лечебных средств.
Важнейшим показателем минеральных вод является минерализация - сумма всех растворенных в воде веществ.
Классифицируют минеральные воды по нескольким признакам.
По степени минерализации их делят:
на слабоминерализованные (степень минерализации 1-2 г/дм3);
малой минерализации (2-5 г/дм3);
средней (5-15 г/дм3);
высокой (15-30 г/дм3);
рассольные (150 г/дм3 и выше).
По назначению:
на природные столовые с минерализацией не менее 1 г/дм3 или с меньшей, но содержащие биологически активные вещества;
природные лечебно-столовые с минерализацией от 1 до 10 г/дм3 или с меньшей, содержащие биологически активные вещества;
питьевые лечебные с минерализацией от 10 до 15 г/дм3 или с меньшей при наличии повышенных количеств мышьяка, бора и некоторых других компонентов (Ессентуки 4,17).
В зависимости от температуры добычи минеральные воды классифицируют:
на холодные - температура менее 20 єС;
теплые (субтермальные) - температура 20-35 єС;
горячие (термальные) - температура 35-42 єС;
очень горячие (гипертермальные) - температура более 42 єС.
По ионному составу минеральные воды делят на хлоридные, гидрокарбонатные, кальциевые, сульфатные, натриевые, магниевые.
По наличию газов и специфических элементов различают воды углекислые, сероводородные, азотные, бромистые, йодистые, железистые, кремниевые, радоновые и другие.

2. Добыча и технология промышленного
розлива минеральных вод

Минеральные воды в природных источниках находятся на различной глубине. Чтобы вывести минеральную воду к месту ее использования строят специальное сооружение - каптаж.
Каптаж - это комплекс инженерно-технических средств, обеспечивающих вскрытие подземных вод, вывод их на поверхность земли и возможность эксплуатации. Типы каптажа в зависимости от глубины залегания и способа подъема воды: в виде шахтных колодцев, горизонтальных штолен, буровых скважин (наиболее распространены).
Технология обработки и розлива минеральных вод состоит из следующих стадий:
Транспортировка воды от источника до завода осуществляется в зависимости от расстояния по трубопроводам, автомобильным или железнодорожным транспортом (в цистернах).
Фильтрование. Для удаления выпавших в осадок солей, земли, песка и других тонкодисперсных веществ воду фильтруют через фильтр-картон или керамические фильтры.
Обеззараживание. Отдельные минеральные воды, залегающие на небольшой глубине, а также минеральные воды в процессе обработки могут быть бактериально загрязнены. Для обеззараживания используют УФ-облучение, соли серебра, гипохлорид натрия, фильтрование через керамические фильтры.
Охлаждение проводят перед розливом для лучшего насыщения воды углекислотой. Охлаждают в пластинчатых теплообменниках до температуры 4-10 єС, но не ниже, чтобы не нарушить стабильности солевой системы.
Насыщение диоксидом углерода позволяет сохранить растворимые в воде соли, увеличить срок хранения воды (так как СО2 угнетает жизнедеятельность многих микроорганизмов), придать ей вкусовые свойства. Насыщают диоксидом углерода все минеральные воды независимо от газового состава. Для этого используют сатураторы различного типа. Массовая доля диоксида углерода в лечебных минеральных водах должна быть 0,15-0,20 %; в лечебно-столовых - не менее 0,3 %; в железистых - не менее 0,4 %.
Розлив осуществляют на автоматизированных линиях, аналогичных для розлива безалкогольных напитков.

3. Производство искусственно минерализованных вод

Искусственно минерализованные воды - слабый раствор солей натрия, кальция и магния в воде, насыщенной диоксидом углерода.
При их производстве сначала готовят рабочие растворы солей (хлоридов натрия, кальция и магния, гидрокарбоната натрия) в горячей воде с температурой 60-80 єС. Все растворы фильтруют, охлаждают до температуры 20 єС и задают при перемешивании в купажный чан. Купаж тщательно перемешивают диоксидом углерода и выдерживают 18-22 час при температуре 20-25 єС, затем фильтруют, охлаждают до 4-6 єС, насыщают диоксидом углерода и направляют на розлив. Он проводится аналогично розливу безалкогольных напитков.
Искусственно минерализованные воды не обладают лечебными свойствами, по химическому составу беднее природной минеральной воды, используют их в качестве столовой воды и для приготовления коктейлей.

Контрольные вопросы

Дайте характеристику и классификацию минеральных вод по различным признакам.
Опишите схему добычи, обработки и розлива минеральных вод.
С какой целью воду фильтруют и обеззараживают.
Назовите способы обеззараживания минеральных вод.
В чем принципиальное отличие искусственно минерализованных от природных минеральных вод.
Из каких стадий складывается производство искусственно минерализованных вод.


Вопросы для самоподготовки


Вариант 1
Характеристика солода и его назначение в производстве спирта, пива, кваса. Различия в технологии приготовления солода в спиртовой и пивоваренной промышленности, производстве кваса.
Производство коньяка: особенности купажирования ординарных и марочных коньяков, обработка и розлив напитка.

Вариант 2
Производство солода. Замачивание: цель, основные факторы, влияющие на скорость замачивания, способы замачивания, параметры процесса.
Производство коньяка: характеристика напитка, классификация, принципиальная технологическая схема.

Вариант 3
Производство солода. Проращивание: цель, условия, основные процессы. Характеристика свежепроросшего солода.
Производство коньяка: особенности получения коньячных виноматериалов, коньячных спиртов.

Вариант 4
Производство солода. Сушка свежепроросшего солода: цель, условия, основные параметры.
Производство шампанского: получение шампанских виноматериалов и требования к ним.

Вариант 5
Производство пива. Дробление, затирание, фильтрование: цель, условия, основные процессы.
Производство ликероводочных изделий: получение соков, настоев, морсов, ароматных спиртов.

Вариант 6
Плодовое виноделие: характеристика продукции, особенности сырья и производства плодовых вин.
Производство кваса: характеристика напитка, основное сырье, принципиальная технологическая схема.

Вариант 7
Производство пива. Главное брожение, дображивание молодого пива: цель, условия, основные процессы.
Производство шампанского бутылочным способом.

Вариант 8
Производство пива: осветление пива, его розлив. Требования ГОСТа к качеству пива.
Производство шампанского резервуарным периодическим способом.

Вариант 9
Производство пива: характеристика напитка, основное сырье, принципиальная технологическая схема.
Производство хлебопекарных дрожжей: выделение дрожжей из жидкой среды, формование, упаковка, хранение и транспортировка.

Вариант 10
Производство хлебопекарных дрожжей: характеристика готовой продукции, применение дрожжей, основные стадии производства, условия и режимы выращивания дрожжей.
Производство водки: характеристика напитка, ассортимент, основное сырье, принципиальная технологическая схема.

Вариант 11
Производство хлебопекарных дрожжей: характеристика сырья и вспомогательных материалов, подготовка питательной среды для выращивания дрожжей.
Производство солода: особенности получения светлого и темного ячменного солода.

Вариант 12
Производство хлебопекарных дрожжей: схема выращивания маточных дрожжей.
Производство шампанского: характеристика напитка, ассортимент, основные стадии производства, теоретические основы шампанизации.

Вариант 13
Производство хлебопекарных дрожжей: схема выращивания товарных дрожжей, стадия дозревания.
Производство безалкогольных напитков: характеристика готовой продукции, основное сырье, принципиальная технологическая схема.

Вариант 14
Производство хлебопекарных дрожжей: сушка дрожжей, требования ГОСТа к качеству сушеных дрожжей.
Производство ликеро-водочных изделий: получение сахарного сиропа, колера, купажирование ингредиентов, выдержка ликеров.



Вариат 15
Производство пива. Кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла: цель, условия, основные процессы. Показатели качества охмеленного сусла.
Производство ликеро-водочных изделий: характеристика напитков, классификация, основное сырье, принципиальная технологическая схема.

Вариант 16
Принципиальная технологическая схема производства солода.
Производство этилового спирта. Водно-тепловая обработка (разваривание) крахмалсодержащего сырья: цель, основные процессы, условия, способы.

Вариант 17
Производство коньяка: процессы, происходящие при выдержке коньячных спиртов.
Производство спирта. Осахаривание разваренной массы: цель, параметры, способы, показатели спиртового сусла.

Вариант 18
Производство шампанского: подготовка шампанских виноматериалов к вторичному брожению.
Производство спирта. Сбраживание сусла из крахмалсодержащего сырья: цель, условия, способы. Показатели зрелой бражки.

Вариант 19
Производство шампанского резервуарным непрерывным способом.
Производство спирта: выделение спирта из бражки и его очистка (теоретические основы).

Вариант 20
Особенности получения ржаного солода.
Производство виноградных вин: особенности получения крепких вин (типа портвейна, мадеры, хереса, марсалы).

Вариант 21
Особенности получения хлебопекарных дрожжей на мелассно-спиртовых заводах.
Производство спирта из древесины: характеристика сырья, принципиальная технологическая схема.

Вариант 22
Характеристика этилового спирта, его народно-хозяйственное значение, требования ГОСТа к качеству спирта-ректификата. Принципиальная технологическая схема производства спирта из зерно-картофельного сырья.
Производство виноградных вин: переработка винограда на сусло.
Вариант 23
Производство спирта из сульфитных щелоков: характеристика сырья, принципиальная технологическая схема.
Производство виноградных вин: характеристика напитка, классификация, основные стадии производства, типы винзаводов.

Вариант 24
Производство спирта из мелассы: особенности технологической схемы, одно- и двухпоточная схемы получения спирта из мелассы.
Производство виноградных вин: осветление и стабилизация вина, обеспечение его кондиционности.

Вариант 25
Производство этилового спирта: характеристика брагоректифика-ционных установок.
Производство виноградных вин: особенности получения десертных вин (типа токая, мускатов, кагора, малаги).

Вариант 26
Минеральные воды: классификация, добыча, обработка, розлив.
Особенности получения натуральных виноградных вин.
























БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


Алмаши П.П., Дрбоглав Е.С. Дегустация вин. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 152 с.
Бачурин П.Я., Смирнов В.А. Технология ликеро-водочного производства. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 219 с.
Беленький С.М., Лаврешкина Г.П., Дульнева Т.Н. Технология обработки и розлива минеральных вод. - М.: Агропромиздат, 1990. - 149 с.
Валуйко Г.В. Виноградные вина. - М.: Пищевая промышленность, 1988. - 254 с.
Валуйко Г.Г., Зинченко В.И., Мехузла Н.А. Стабилизация виноградных вин. - М.: Агропромиздат, 1987. - 160 с.
Главачек Ф., Лхотский А. Пивоварение. - М.: Пищевая промышленность, 1977. - 222 с.
Дрбоглав Е.С., Вейшторд И.П. Производство Советского шампанского. - М.: Агропромиздат, 1987. - 248 с.
Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 504 с.
Ковалевский К.А., Ксенжук Н.И., Слезко Г.Ф. Технология и техника виноделия. - Киев: Фирма «ИНКОС», 2004. - 560 с.
Мальцев П.М., Зазирная М.В. Технология безалкогольных и слабоалкогольных напитков. - М.: Пищевая промышленность, 1970. - 354 с.
Мальцев П.М. Технология бродильных производств. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1980. - 560 с.
Мехузла Н.А., Панасюк А.Л. Плодово-ягодные вина. __ М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 237 с.
Нарцисс Л. Технология солода. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 504 с.
Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Производство хлебопекарных дрожжей. Справочник. - М.: Агропромиздат, 1990. - 335 с.
Плевако Е.А. Производство хлебопекарных дрожжей. - М.: Пищевая промышленность, 1970. - 298 с.
Рудольф В.В. Производство кваса. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 152 с.
Рудольф В.В., Яшнова П.М., Орещенко А.В. Производство безалкогольных напитков: Справочник. - СПб.: Изд-во «Профессия», 2000. - 360 с.
Семихатова Н.М. Хлебопекарные дрожжи. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 231 с.
Славуцкая Н.И. Технология ликеро-водочного производства. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 184 с.
Соболев Э.М. Технология натуральных и специальных вин. - Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. - 400 с.
Современные способы производства виноградных вин. / Под ред. Г.Г. Валуйко. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 328 с.
Справочник по виноделию / Под ред. Г.Г. Валуйко. - М.: Агропромиздат, 1985. - 447 с.
Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль / В.Л. Яровенко, Б.А. Устинников и др. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981 - 336 с.
Справочник технолога ликеро-водочного производства / Под ред. В.Л. Яровенко и И.И. Бурачевского. - М.: Агропромиздат, 1988. - 207 с.
Технология спирта / В.А. Маринченко и др. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 416 с.
Технология спирта / Под ред. В.Л. Яровенко. - М.: Колос, 1996. - 464 с.
Технология спирта и спиртопродуктов / Под ред. В.В. Ильинича. - М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 383 с.
Технология солода, пива и безалкогольных напитков / К.А. Калунянц, В.Л. Яровенко, В.А. Домарецкий, Р.А. Колчева. - М.: Колос, 1992. - 446 с.
Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производств. - М.: Колос, 1998. - 447 с.
Фараджева Е.Д., Болотов Н.А. Производство хлебопекарных дрожжей: практическое руководство. - СПб.: Изд-во «Профессия», 2002. - 167 с.
Фараджева Е.Д., Федоров В.А. Общая технология бродильных производств. - М.: Колос, 2002. - 408 с.
Шольц Е.П., Пономарев В.Ф. Технология переработки винограда. - М.: Агропромиздат, 1990. - 447 с.
Экспертиза напитков / Под ред. В.М. Позняковского. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во; Изд-во Новосиб. ун-та, 2002. - 384 с.
























УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ





Пермякова Лариса Викторовна
Киселева Татьяна Федоровна


Технология отрасли
Основы производства продуктов брожения

Учебное пособие

Для студентов вузов













Зав.редакцией И.Н. Журина
Редактор Н.В.Шишкина
Технический редактор Т.В.Васильева
Художественный редактор Л.П.Токарева

ЛР №020524 от 02.06.97
Подписано в печать 30.08.05. Формат 60х841/16
Бумага типографская. Гарнитура Times.
Уч.-изд.л.8,5. Тираж 300 экз.
Заказ № 63



Оригинал-макет изготовлен в редакционно-издательском отделе
Кемеровского технологического института пищевой промышленности
650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47

ПЛД №44-09 от 10.10.99.
Отпечатано в лаборатории множительной техники
Кемеровского технологического института пищевой промышленности
650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52








13PAGE 15


13PAGE 146915



Неферментированный солод на реализацию

Свежепроросший солод

Свежепроросший
солод

Пар

Ферментированный солод на реализацию

Конденсат

Отработанный
сушильный агент

Вода

Отработанный
воздух

Кондиционированный воздух

Отработанная вода

Сжатый воздух

Вода

Сплав

Отработанная вода

Дезинфицирующие вещества

Сжатый воздух

Вода

II-й сорт

I-й сорт

III-й сорт

Отходы
зерновые

Отходы
сорные

Отходы
зерновые

Отходы
сорные

Рожь на
производство солода

Сушка солода

Ферментация солода

Увлажнение
свежепроросшего солода

Проращивание зерна

Замачивание зерна

Мойка и дезинфекция зерна

Сортировка зерна

Вторичная очистка зерна

Хранение зерна

Первичная очистка зерна

Рис 2. Принципиальная технологическая схема производства ржаного солода

Дробление винограда

Приемка винограда

Сушильный агент

Отработанный
сушильный агент

Рис. 3. Принципиальная технологическая схема
производства спирта из зерна и картофеля

Очистка

Хранение

Очистка, мойка

Приготовление замеса

Разваривание сырья

Охлаждение разваренной массы

Осахаривание разваренной массы

Охлаждение сусла

Спиртовое брожение

Перегонка зрелой бражки и ректификация

Зерно
и картофель

Отходы

Вода


·-амилаза

Пар

Вторичный пар

Вода

Отработанная вода

Осахаривающие
материалы

Вода

Отработанная
вода

СО2

Сивушное масло

Пар

Спирт-ректификат

Вода

Конденсат

Приемка

Отходы

Вода

Измельчение

Приготовление дрожжей

Сусло

Чистая культура

Кислота

Вода

Пар

Засевные дрожжи

Производственные дрожжи

Вода

Лютерная вода

Барда

ЭАФ








































Рисунок



Сухие дрожжи

Сепарирование зрелой бражки

Отходы

Конденсат
для выделения фурфурола

Шлам

Раствор питательных солей

Аммиачная вода

Воздух

Пар

H2SO4

ЭАФ

Барда

Лютерная вода

Вода

Дрожжевая суспензия

Древесное сусло

Приготовление дрожжей

Нейтрализация гидролизата

Известковое молоко

Отходы

Измельчение

Конденсат

Вода

Спирт-ректификат

Пар

Сивушное масло

Газы брожения

Конденсат

Древесина

Перегонка зрелой бражки
и ректификация

Фильтрование

Сбраживание
сусла

Охлаждение
гидролизата и отделение
фурфурола

Осветление
гидролизата

Инверсия
гидролизата

Гидролиз
древесины

Рис. 8. Принципиальная технологическая схема производства спирта
из гидролизата древесины
























Вода

Охлаждение щелока

Нейтрализация щелока
(II-я ступень)

Аммиачная вода

Осветление щелока

Шлам

Нейтрализация щелока
(I-я ступень)

Известковое молоко

Воздух

Воздух

Продувка щелока
воздухом

Пар

Пар

Сухие дрожжи

Дображивание и осветление

Паро-газовая смесь

Конденсат

ЭАФ

Барда

Лютерная вода

Вода

Дрожжевая суспензия

Приготовление дрожжей

Нейтрализация
щелока

Известковая суспензия

Конденсат

Вода

Спирт-ректификат

Пар

Сивушное масло

Газы брожения

Сырой сульфитный щелок

Перегонка
зрелой бражки
и ректификация

Сбраживание сульфитного сусла

Продувка щелока паром

Подогрев щелока

Рис.9. Принципиальная технологическая схема производства
спирта из сульфитных щелоков

Вода

Сульфитное сусло

Газы брожения

Рис.10. Принципиальная технологическая схема производства пива

Очистка зернопродуктов

Дробление зернопродуктов

Приготовление затора

Зернопродукты из хранилища

Отходы

Вода

Пар

Конденсат

Фильтрование затора

Горячая вода

Дробина

Кипячение сусла с хмелем

Хмель или хмелевые препараты

Конденсат

Отделение сусла от хмелевой дробины

Хмелевая дробина

Осветление и охлаждение сусла

Хладагент

Осадок взвесей кипячения

Хладагент

Сбраживание пивного сусла

Семенные дрожжи

Осадочные дрожжи

Дображивание и выдержка пива

Осадок

Осветление пива

Осадок

CO2

Карбонизация и розлив пива

CO2

Готовое пиво

Отделение гребней

3

5

1

7

2

6

Отделение сусла
по белому способу

Брожение целых гроздей

Брожение мезги с гребнями

Нагревание мезги

Экстрагирование мезги без гребней

4

Прессование мезги
с гребнями

Отделение сусла или виноматериала по красному способу

Нагревание мезги

Прессование мезги

Рис. 11. Технологические схемы переработки винограда
по белому (1, 2, 3) и красному (4, 5, 6, 7) способам

Выделение из мезги сусла-самотека

Схема 1

Прессование стекшей мезги

Внесение пектолитических ферментных препаратов

Тепловая обработка мезги

Выделение из мезги сусла-самотека

Сульфитация сусла

Брожение на мезге

Настаивание на мезге

Сульфитация сусла

Охлаждение сусла перед отстаиванием

Отделение сброженного сусла

Выделение из мезги сусла-самотека

Внесение чистой культуры
дрожжей

Внесение в сусло сорбентов и флокулянтов

Прессование сбродившей мезги

Прессование стекшей мезги

Сбраживание сусла в потоке

Приемка винограда на переработку

Раздавливание ягод с отделением гребней

Сульфитация мезги

Белые виноматериалы

Красные виноматериалы

Схема 2

Схема 3

Осветление сусла

Сульфитация сусла

Экстрагирование мезги сброженным суслом
в потоке

Внесение чистой культуры
дрожжей

Охлаждение сусла

Осветление сусла

Отделение сброженного сусла
от мезги

Сбраживание сусла

Внесение чистой культуры
дрожжей

Сбраживание сусла

Прессование сбродившей мезги

Дображивание сусла

Снятие с дрожжевого осадка

Сульфитация

Эгализация виноматериалов

Рис. 12. Технологическая схема получения виноматериалов для натуральных вин

Рис.13. Технологические стадии получения виноматериалов для белых и красных вин специального типа

Схема 1

Внесение пектолитических ферментных препаратов

Тепловая обработка
мезги

Выделение из мезги
сусла-самотека

Брожение на мезге

Настаивание на мезге

Сульфитация сусла

Отделение сброженного сусла от мезги



Внесение чистой культуры дрожжей

Прессование сбродившей мезги

Прессование сбродившей мезги

Сбраживание сусла в потоке

Приемка винограда на переработку

Раздавливание ягод с отделением гребней

Сульфитация мезги

Схема 2

Схема 3

Экстрагирование мезги сброженным суслом в потоке

Отделение сброженного сусла от мезги

Снятие с дрожжевого осадка

Сульфитация

Эгализация виноматериалов

Внесение пектолитических ферментных
препаратов

Спиртование бродящего сусла

Спиртование бродящего сусла

Прессование стекшей мезги

3, 4, 5-летний коньяк на розлив

Коллекционный
коньяк на розлив

Фильтрование коньяка

Осадок

Фильтрование коньяка

Осадок

Обработка купажа холодом

Хладагент

Обработка купажа холодом

Хладагент

Хладагент

Выдержка купажа в емкостях с дубовой клепкой и оклейка

ЖКС

Желатин или рыбный клей

Выдержка купажа в дубовых бочках
и оклейка

ЖКС

Желатин или рыбный клей

Купаж 3, 4, 5-летних коньяков

Купаж коллекционных
коньяков

Купажирование коньячных спиртов

Сахарный колер

Спиртованные или душистые воды

Купажирование коньячных спиртов

Сахарный
сироп

Спиртованные
воды

Кратковременная выдержка спирта в новых дубовых бочках

трех-, четырех-, пятилетняя выдержка спирта в старых дубовых бочках и бутах


Многолетняя выдержка спирта в старых дубовых бочках и бутах

Кратковременная выдержка спирта в новых дубовых бочках

Фракционная перегонка

Коньячный спирт
2-го сорта

Коньячный спирт 1-го сорта

Концевой
погон

Головной погон

Фракционная перегонка
спирта-сырца

Концевой
погон

Пар

Конденсат

Головной
погон

Перегонка

Коньячная
барда

Пар

Конденсат

Приемка

Вино-материалы

Рис.14. Принципиальная технологическая схема коньячного производства

Рис.15. Принципиальная технологическая схема производства водки

Приготовление сортировки

Умягченная вода

Ректификованный спирт

Предварительное фильтрование

Осадок

Обработка активным углем

Отработанный уголь на регенерацию

Активный уголь

Повторное фильтрование

Осадок

Корректировка крепости водки

Умягченная вода

Ректификованный спирт

Контрольное фильтрование водки

Водка на розлив























































70

69



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 18471874
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий