Виробництво пива

Для отримання асептичного посуду з мийної ма­шини ПММ має бути передбачено, поряд із зазначеною підготовкою водних потоків, подавання у внутрішній об'єм машини стерильного повітря. При цьому бажано, щоб стерильне повітря було охолоджене. Під час ополіс­кування водою повітря з внутрішнього об'єму ПММ ежектується в посуд, тому нестерильне повітря зводить нанівець усі зусилля щодо асептичної підготовки пля­шок. Охолоджене стерильне повітря, подане таким чином у посуд, деякою мірою забезпечить охорону його внутріш-нього об'єму від інфікування на наступному тракті подавання до розливально-закупорювального блока.

Отже, асептичний після миття посуд можна отри­мати в разі стерилізації рідинних потоків ополіскування і подавання стерильного повітря.

Отримання асептичного посуду з пляшкомийної машини, певна річ, не розв'язує всіх завдань, оскільки на ділянці подавання від ПММ до розливально-закупо­рювального блока можливе інфікування пляшок повітрям. Для його зменшення у ПММ на останній стадії обробки бажано здійснювати наддування пляшок хо­лодним стерильним повітрям. Тоді в певний проміжок часу (до прогрівання вмісту пляшок) конвективне масоперенесення з зовнішнього середовища, а, отже, інфікування, будуть обмежені, але не виключені. У західних технологіях проблему намагалися розв'я­зати використанням ротаційних стерилізаторів, де пляшки заповнювались двоокисом сірки. Останній надхо­дить під тиском 0,03 МПа і експозиція здійснюється протягом кількох секунд, достатніх для загибелі мікроор­ганізмів, у пляшках. На завершальній стадії двоокис сірки витискується значною кількістю стисненого фільтрова­ного повітря. Витиснення SО2 повинно бути ґрунтовним, оскільки у пиві він може бути тільки у слідах. Усі деталі, які контактують з двоокисом сірки, повинні бути вироблені з корозієстійкої сталі чи пластмас. Двоокис сірки, витис-нений із пляшок, вловлюється у кришці стерилізатора і відводиться за межі приміщення. Від стерилізатора до розливного автомата пляшки подаються закритим тунелем, у якому створено помірно надлишковий тиск стерильного повітря.

Для витиснення SО2 замість стерильного повітря може бути застосований вуглекислий газ. Його ж до­цільно застосовувати і в попередній схемі, в якій запов­нення посуду СО2 відбувається на виході з пляшкомийної машини.

У деяких країнах (наприклад у Чехії) застосування двоокису сірки під час розливу пива заборонено. У Франції вміст SО2 у пиві допускається у кількості 85 мг/л, в Англії -100 мг/л. Проте від 60 мг/л і вище двоокис сірки вже відчувається в смаку пива.

Дещо інакше виглядає система підготовки склотари під гарячий розлив пива. Відомо, що розлив здійснюється за температури пива 62-65 °С і тиску 0,55-0,60 МПа. Пляшки у мийній машині не охолоджуються і для останнього шприцювання використовується гаряча вода. До фасувального автомата посуд надходить з температурою близько 40 °С. Зазначимо, що тут можлива обробка посуду перед розливом гострою парою з метою додаткової стерил­ізації, як це роблять у майонезному виробництві. Розлив гарячого пива здійснюється на звичайних автоматах і супроводжується остаточною пастеризацією. При цьому пляшка заповнюється вщерть, а потім, у міру охолоджен­ня, об'єм рідини стає номінальним, і газова фаза буде пред­ставлена тільки СО2.

Щодо асептичної підготовки склотари переваги на боці технології гарячого розливу пива. Проте в енергетичній до­цільності вона програє, оскільки теплові потоки з нагрітим пивом не піддаються рекуперації. Крім того, рекуперація тепла на пляшкомийних машинах потребує встановлення додаткових теплообмінників.

10. Карбонізація пива

Продукти бродіння (спирт і СО2) гальмують роз­множення дріжджових клітин. За об'ємної концентрації спирту 1-2 % це гальмування вже помітне, а зі збільшен­ням концентрації до 5 % розмноження практично при­пиняється. Розмноження дріжджів повністю припиняється за концентрації 12 %, але морфологічні зміни клітин помітні за концентрації спирту 6 % за об'ємом.

Двоокис вуглецю також пригнічує розвиток дріж­джів. Концентрація СО2 до 0,2 % спричиняє сповільнен­ня брунькування клітин, а з подальшим збільшенням пригнічується бродильна активність дріжджів.

Найбільша пригнічувальна дія на бродильну спро­можність спостерігається за максимально можливої концен­трації СО2, яка досягається за умови хімічної рівноваги між піровиноградною кислотою і продуктами її перетворень (оцтовим альдегідом і СО2).

Насичення пива СО2 відбувається в процесі бродін­ня і доброджування.

Вуглекислота - найважливіша складова частина пива. Вона надає пиву приємного освіжаючого смаку, сприяє піноутворенню, запобігає сполученню пива з киснем повітря, консервує пиво, пригнічує розвиток сторонніх і шкідливих мікроорганізмів.

Молоде пиво після головного бродіння містить близько 0,2% розчиненої вуглекислоти, а готове пиво - 0,35-0,40 %. Для додаткового накопичування 0,2% вугле­кислоти потрібно витратити приблизно 0,4 % зброджувального екстракту. Зброджування залишкового цукру і є джерелом утворення вуглекислоти, яка розчиняється у пиві в кількості, прямо пропорційно тиску, що виникає у лагерних танках, і обернено пропорційно температурі пива. Тиск у стадії доброджування підтримується в емальованих сталевих танках 1,47-1,67 бар.

Молоде пиво, що перекачується у лагерне від­ділення, повинно містити таку кількість зброджуваль-ного екстракту, яка забезпечить досягнення оптималь­ного шпунтового тиску. Для нормального насичення вуг­лекислотою потрібне спокійне доброджування і вміст у молодому пиві не менше 1% зброджувального екст­ракту. Потреба надлишку зброджувального екстракту пояснюється рядом причин: по-перше, під час добро­джування, як правило, ніколи не досягається кінцевий ступінь зброджування; по-друге, у першій стадії доб­роджування (за відкритого шпунтового отвору) відбу­вається втрата вуглекислоти; по-третє, зв'язування вуглекислоти відбувається тільки через деякий час після досягнення шпунтового тиску.

Розчинність вуглекислого газу підпадає під закон Генрі, згідно з яким концентрація вуглекислого газу у рідинній фазі буде тим більша, чим вищий парціальний тиск його у газовій фазі. Таким чином, кількість газу, що перейшла у розчин, пропорційна його тиску над; розчином:

К=р/с,

де р - тиск газу над рідиною; с - концентрація розчиненого у рідині газу; К - константа; вона змінюється зі зміною температури розчинника. Вуглекислий газ, розчиняючись у воді, утворює вугільну кислоту, але вона нестійка і розпадається на вуглекислий газ і воду:

С02+Н20 ↔.Н2С03.

Проте вуглекислота у пиві зв'язана інакше, ніж у воді. Із пива вуглекислота виділяється поступово у вигляді дрібних бульбашок, протягом тривалого часу і супроводжується піноутворенням. Вивільнити пиво від залишків вуглекислого газу можна тільки після сильного струшування і нагрівання. З газованої ж води вуглекислота виділяється швидко і бурхливо.

За однією з гіпотез основна маса вуглекислого газу міститься у пиві у стані перенасичення. Деякі рідини роз­чинюють газу більше, ніж треба за фізичними законами (так звана метастабільна рівновага системи рідина-газ). Надлишок газу у перенасиченій рідині відрізняється від тієї її кількості, яка відповідає розчиненості за даної температури тим, що його легко видалити із розчину механічними впливами, тим часом як решта газу може бути видалена лише за зміни тиску, нагріванням чи ви­даленням розчинника.