Затирання

Після подрібнення помел подається у заторний апарат. Він являє собою циліндричну ємність з подвійним сферичним дном, що утворює парову камеру, за допомогою якої нагрівають і кип’ятять заторну масу. Пар в сорочку подається в декількох місцях. У нижній частині дна апарата знаходиться розвантажувальний пристрій для випускання затору на відварювання або всього затору на фільтрування. У нижній частині апарата є мішалка

Оцукрювання затору – перетворення крохмалю до цукрів і інших речовин, які не дають забарвлення з йодом (низькомолекулярні декстрини).

Мета затирання полягає в тому, щоб розщепити крохмаль в цукри і розчинні декстрини без залишку. При цьому утворюються й інші екстрактивні речовини. Основна кількість екстракту утворюється при затиранні перш за все завдяки дії ферментів, які можуть діяти при оптимальних для них температурах. [8]

Гідромодуль є дуже важливим фактором, оскільки він визначає концентрацію першого сусла. Тому затір готують густіший, чим потрібна екстрактивність першого сусла, тобто з екстрактивністю першого сусла 16-20%, щоб потім можна було направити через дробину кількість води, достатньої для розбавлення сусла до потрібної масової частки сухих речовин.

Основними засобами регулювання ферментативних процесів при затиранні є температура, pН середовища і інактивація ферментів шляхом кип’ятіння частин затору. При затиранні продовжуються ті ферментативні процеси, що розпочалися ще при пророщуванні ячменю.

При затиранні солоду і інших зернопродуктів відбувається багато різних процесів: фізичних, біохімічних і хімічних. На перших стадіях затирання у розчин переходять речовини, які не потребують участі ферментів: цукри, амінокислоти, пентозани, пектин, мінеральні солі, ферменти, гіркі речовини оболонок зерна (фізичні процеси).

Найважливішу частину процесів затирання складають біохімічні процеси. В основному це гідроліз складових частин ендосперму зернопродуктів під дією гідролітичних ферментів.

Цитолітичні ферментиінтенсифікують процес гідролізу геміцелюлоз, внаслідок чого звільнюються крохмальні зерна і підвищується активність амілолітичних ферментів і гідроліз крохмалю.

Протеолітичні ферменти (протеази і пептидази) гідролізують білки. До 15% білкових речовин гідролізуються в процесі солодорощення. Із загальної кількості білків, що є в солоді, під дією пептидаз при затиранні до сусла переходить приблизно 35 %. Інша частина білків, навпаки, при кип’ятінні коагулює.

Амілолітичні ферменти гідролізують крохмаль, який вже зазнав дії ферментів при пророщуванні майже на 20 %. Зміна крохмалю при затиранні протікає в три стадії: клейстеризація, розрідження і оцукрення. Щоб прискорити процес гідролізу його необхідно спочатку оклейстеризувати – нагріти з водою. Зерна крохмалю набухають, поглинаючи воду, потім лопаються і утворюють в’язкий гомогенний розчин. Температура, за якої крохмальний клейстер набуває найбільшої в’язкості, називається температурою клейстеризації.

В присутності амілаз температура клейстеризації зменшується приблизно на 20⁰ С. Клейстеризована маса крохмалю являє собою сітку, що утворилася з розгалужених ланцюгів молекул амілопектину.

Під дією α-амілази при температурі 65-70 ⁰С відбувається розрідження крохмального клейстеру. Інактивується цей фермент при температурі 80⁰ С.

Під дією β- і α-амілази відбувається одночасно з процесом розрідження і процес оцукрення крохмалю. Під терміном „оцукрення” розуміють не процес перетворення крохмалю у глюкозу, а припинення зміни забарвлення розчину йоду при його змішуванні з декількома краплями затору.

Температура початку затирання залежить від оптимальної температури того ферменту, який хочуть задіяти спочатку. На більшості підприємств зазвичай застосовують температуру початку затирання 45-50 ^оС, при цьому ставлять собі за мету прискорити ще не повне розчинення компонентів солоду шляхом розщеплення β-глюканів і уникнути тим самим проблем з фільтруванням затору і фільтруванням пива. Хороше фільтрування і висока тривалість циклу роботи фільтру є вирішальними факторами для підвищення продуктивності виробництва.

На теперішній час на виробництві все частіше вибирають температуру початку затирання 60-64^оС. При такій температурі β-амілаза може оптимально розщеплювати клейстеризований крохмаль і утворювати шляхом розщеплення білка більш високомолекулярні продукти, які гарантують кращу піностійкість.

Затирання має проводитись так, щоб вода і помел ретельно перемішувалися один з одним (без утворення комочків). В традиційних методах для цього спочатку в апарат заливають воду, а потім для отримання рівномірного переміщування завантажують помел тонкою цівкою при одночасному включенні мішалки.

Процес затирання полягає в тому, що температуру затору піднімають до оптимальних температур для дії тих або інших ферментів, і потім витримують паузу.

Паузи задаються при наступних оптимальних для ферментів температурах:

45-50 ^оС - білкова пауза і пауза для розщеплення β-глюкана;

62-65^оС – мальтозна пауза;

70-75 ^оС – пауза для оцукрювання;

78 ^оС – температура закінчення затирання.

Змінюючи температуру, тривалість витримування затору при певних температурах, а також pH, можна регулювати ферментативні й не ферментативні процеси і змінювати вихід екстракту, одержувати необхідні співвідношення між окремими продуктами гідролізу крохмалю та білків.

Показник pH значно впливає на ферментативні процеси при затиранні й відповідно на вихід екстракту та його склад, а також на коагуляцію білків і органолептичні показники готового пива.[8]

Затирання проводять при рН 5,4-5,6.

Для зниження pH затір підкислюють молочною кислотою. Молочна кислота з бікарбонатами утворює лактати, з вторинними лужними фосфатами – первинні кислі фосфати та лактати. Для підкислення використовують 40%-ну молочну кислоту.

Молочну кислоту попередньо в емальованій посудині розбавляють водою у співвідношенні 1:2 – 3. Одержаний розчин вливають у затір при перемішуванні тонким струменем на початку затирання. [4]

За видом підвищення температури розрізняють дві групи способів затирання:

1) настійний спосіб;

2) відварний спосіб.

При настійному способі весь затор при витримці пауз послідовно нагрівається до температури закінчення затирання, при чому частини затору не кип’ятять. При відварному способі температура підвищується завдяки тому, що частину затору відділяють і кип’ятять. При зворотньому перекачуванні частини затору температура всього затору підвищується на наступну ступінь температурної обробки. За числом відварок розрізняють трьох-, двох- і одновідварні способи затирання.

Одновідварний спосіб полягає в тому, що в заторний апарат набирають ½ усієї води, яку витрачають на один затір, нагрівають її до такої температури, щоб після внесення подрібненого солоду температура затору досягла 50 – 52 ^оС, вмикають мішалку і спускають в апарат із бункера подрібнений солод, одночасно подають решту води.

Температуру заторної маси після розмішування встановлюють у межах 50 – 52 ^оС, що відповідає оптимуму дії протеолітичних ферментів. При цій температурі затір витримують 30 хв., потім при вимкненій мішалці спускають у відварний апарат 1/3 густої маси. У відварному апараті заторну масу при перемішуванні підігрівають до 62 – 63^оС і витримують при цій температурі 20 хв., далі її підвищують до 70 – 72 ^оС і витримують 15 хв. для оцукрювання крохмалю. Під час витримування затору при постійній температурі мішалка не працює. Після оцукрювання масу нагрівають до кипіння і кип’ятять 20 хв. з увімкненою мішалкою.

При підігріванні й кип’ятінні відбуваються клейстеризація крохмалю, подальше перетворення проміжних продуктів гідролізу крохмалю, коагуляція та осадження частини білків, інактивування ферментів, мікроорганізмів і утворення меланоїдинів. Прокип’ячену частину маси перекачують в основний затір при працюючих мішалках в обох апаратах. У результаті змішування відвару та основного затору температура всієї маси підвищується до 70 ^оС. При цій температурі затір витримують у спокої 30 хв. У разі потреби його витримують при температурі 72 – 73 ^оС до повного оцукрювання, яке визначають за йодною пробою. Потім при перемішуванні затір нагрівають до 76 – 77 ^оС і перекачують в апарат для фільтрування. [6]

У даному дипломному проекті вибираємо для кращого оцукрення затору і більшого виходу екстракту одновідварний спосіб.