Ζυθοποιία

Ζυθοποιία ονομάζεται η βιομηχανία παρασκευής μπύρας («ζύθου»). Η βιομηχανία αυτή παρουσιάζει μεγάλες διαφορές ως προς τα μεγέθη των επιχειρήσεων και εργοστασίων, όσο και στις διαδικασίες και τρόπους παρασκευής, την έκταση του αυτοματισμού και τα παραγόμενα είδη μπύρας. Μπύρα εξάλλου μπορεί να παραχθεί και στο σπίτι, και έτσι κυρίως παραγόταν για μεγάλο μέρος της ιστορίας της.
Τα εργοστάσια ζυθοποιίας γενικά έχουν σαφώς διαχωρισμένα τμήματα, με το καθένα υπεύθυνο για κάποιο τμήμα της παραγωγής.

Ιστορία

Η αρχαιότερη ζυθοποιία στον κόσμο που είναι ακόμα λειτουργική πιστεύεται από τους περισσότερους ότι είναι η κρατική γερμανική Weihenstephan, στην πόλη Φράιζινχ της Βαυαρίας. Η ιστορία της μπορεί να ιχνηλατηθεί μέχρι το 1040 μ.Χ.. Αυτή η χρονολογία αμφισβητείται από τη γειτονική ζυθοποιία του Αββαείου του Βέλτενμπουργκ, που μπορεί να στοιχειοθετήσει τη λειτουργία της από το 1050 μ.Χ. και ισχυρίζεται ότι το έγγραφο του Weihenstephan είναι τουλάχιστον αμφισβητήσιμο. Η ζυθοποιία Ζάτεκ στην Τσεχία ισχυρίζεται ότι μπορεί να αποδείξει ότι πλήρωσε ένα φόρο μπύρας το 1004 μ.Χ.).

Η εκβιομηχάνιση της παραγωγής μπύρας

Η παρασκευή μπύρας, σε κάποια της μορφή, μπορεί να αναχθεί σχεδόν στο 3000 π.Χ., όταν γραφές από τη Μεσοποταμία σημείωναν ημερήσιες μερίδες μπύρας και άρτου στους εργάτες. Πριν την εμφάνιση εργαστηρίων μπύρας, η παραγωγή αυτού του ποτού γινόταν στα σπίτια, κυρίως από τις γυναίκες, όπως ακριβώς και του ψωμιού. Οι ζυθοποιίες ως εξειδικευμένα εργαστήρια και εγκαταστάσεις παραγωγής μπύρας εμφανίσθηκαν μόνο όταν Μοναστήρια και άλλα χριστιανικοί θεσμοί και ιδρύματα άρχισαν να παράγουν μπύρα, όχι μόνο για τη δική τους κατανάλωση αλλά κυρίως ως μέσο πληρωμής. Αυτή η πρώιμη «εκβιομηχάνιση» της παραγωγής μπύρας τη μετατόπισε προς τον ανδρικό πληθυσμό.
Τα πρώτα εργαστήρια ζυθοποιίας στεγάζονταν σχεδόν πάντα σε πολυώροφα κτίσματα, με τον εξοπλισμό στους πάνω ορόφους να χρησιμοποιείται στα πρώτα στάδια της διαδικασίας παραγωγής, έτσι ώστε η βαρύτητα να βοηθά στη μεταφορά του προϊόντος από το ένα στάδιο στο επόμενο. Αυτό το στήσιμο διατηρείται και σε σύγχρονες επιχειρήσεις, αλλά οι μηχανικές αντλίες επιτρέπουν μεγαλύτερη ευελιξία στον σχεδιασμό των εγκαταστάσεων.
Οι πρώτες ζυθοποιίες χρησιμοποιούσαν συνήθως μεγάλους χάλκινους βραστήρες, ενώ η ζύμωση γινόταν μέσα σε ξύλινα βαρέλια. Τέτοιες ζυθοποιίες ήταν συνηθισμένες μέχρι τη Βιομηχανική Επανάσταση, όταν καλύτερα υλικά ήταν πλέον διαθέσιμα και η επιστημονική πρόοδος οδήγησε σε μία καλύτερη κατανόηση της διαδικασίας της ζύμωσης. Σήμερα σχεδόν όλος ο εξοπλισμός κατασκευάζεται από ανοξείδωτο χάλυβα.

Κυριότερες τεχνολογικές πρόοδοι

Λίγες σχετικώς σημαντικές εφευρέσεις οδήγησαν στη σύγχρονη ζυθοποιία και στην ικανότητά της να παράγει την ίδια ποιότητα μπύρας με συνέπεια.
Η ατμομηχανή, που βελτιώθηκε και έγινε πρακτική το 1765 από τον Τζέιμς Βατ, έφερε στη ζυθοποιία αυτόματους αναδευτήρες και αντλίες, δίνοντας στους ζυθοποιούς την ικανότητα να αναμειγνύουν υγρά πιο αξιόπιστα με ταυτόχρονη θέρμανση, ειδικά τον χυλό βύνης, ώστε να αποτρέπουν το κάψιμο, και να μεταφέρουν ταχύτερα υγρό από το ένα δοχείο στο άλλο. Σήμερα σχεδόν όλες οι ζυθοποιίες χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς αναδευτήρες και αντλίες. Η ατμομηχανή επέτρεψε επίσης την παραγωγή μεγαλύτερων ποσοτήτων μπύρας, καθώς η ανθρώπινη δύναμη δεν αποτελούσε πλέον περιοριστικό παράγοντα στη μεταφορά και στο ανακάτεμα.
Ο Καρλ φον Λίντε πιστώνεται μεταξύ άλλων και με την εφεύρεση της ψυκτικής μηχανής το 1871. Η ψύξη επέτρεψε την παραγωγή μπύρας σε όλη τη διάρκεια του έτους και πάντα στην ίδια θερμοκρασίας. Η μαγιά είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία, ώστε αν παραγόταν μπύρα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού η μαγιά θα της προσέδινε δυσάρεστες οσμές. Οι περισσότεροι ζυθοποιοί παρήγαν αρκετή μπύρα κατά τη διάρκεια του χειμώνα ώστε να έχουν αποθέματα όλο το καλοκαίρι και τα αποθήκευαν σε υπόγεια κελάρια, ή και σπηλιές, για να τα προστατεύψουν από τη θερινή ζέστη.
Η ανακάλυψη των μικροβίων από τον Λουί Παστέρ στάθηκε καθοριστική για τον έλεγχο της ζυμώσεως. Η ιδέα ότι η μαγιά ήταν ένας μικροοργανισμός που παρήγε μπύρα από τη φυτική πρώτη ύλη οδήγησε στην απομόνωση ενός κυττάρου μαγιάς από τον Έμιλ Κρίστιαν Χάνσεν. Οι καλλιέργειες καθαρής μαγιάς επέτρεψαν στους ζυθοποιούς να επιλέγουν μαγιές ανάλογα με τα ζυμωτικά χαρακτηριστικά τους, όπως τα αρωματικά προφίλ τους και τη ζυμωτική ικανότητα. Μόνο ορισμένες ζυθοποιίες στο Βέλγιο επαφίονται ακόμα στη λεγόμενη «αυθόρμητη» ζύμωση για τις μπίρες τους.

Η σύγχρονη ζυθοποιία

Ο εξοπλισμός των σύγχρονων εργοστασίων μπύρας κατασκευάζεται κυρίως από ανοξείδωτο χάλυβα, ο οποίος διαθέτει πολλά χαρακτηριστικά που τον καθιστούν ταιριαστό υλικό για τον σκοπό αυτό. Δεν προσδίδει οσμή στη μπύρα, είναι χημικώς πιο αδρανής από τον χαλκό, πράγμα που σημαίνει ότι σχεδόν οποιοδήποτε καθαριστικό διάλυμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί πάνω του (εκτός από την πυκνή χλωρίνη), και είναι πολύ ανθεκτικός. Η αντοχή είναι σημαντική, καθώς οι περισσότερες δεξαμενές στις ζυθοποιίες βρίσκονται υπό θετική πίεση κατά τη λειτουργία τους, και δεν είναι ασυνήθιστο να σχηματίζεται κενό στο εσωτερικό τους κατά τον καθαρισμό τους.
Η θέρμανση στα εργοστάσια ζυθοποιίας γίνεται συνήθως με ατμό υπό πίεση, παρότι και η θέρμανση απευθείας με φωτιά δεν είναι ασυνήθιστη στις παραδοσιακές μικρές επιχειρήσεις. Παρόμοια, η ψύξη σε άλλη φάση της διαδικασίας γίνεται με ψυκτική επένδυση των δεξαμενών, που επιτρέπει στον ζυθοποιό να ελέγχει με ακρίβεια τη θερμοκρασία της κάθε δεξαμενής ξεχωριστά, αν και η ψύξη ολόκληρων των χώρων είναι επίσης συνηθισμένη.
Σήμερα τα εργοστάσια ζυθοποιίας πραγματοποιούν χιλιάδες αναλύσεις στις μπίρες τους για τον έλεγχο της ποιότητάς τους. Οι πρώτες ύλες αναλύονται για τη διόρθωση μικρών διαφορών από παρτίδα σε παρτίδα παραλαβής. Δείγματα παίρνονται σε κάθε στάδιο της παρασκευής της μπύρας και ελέγχονται για την περιεκτικότητά τους σε οξυγόνο, ανεπιθύμητες μικροβιακές μολύνσεις και άλλους παράγοντες που προκαλούν γήρανση της μπύρας. Αντιπροσωπευτικό δείγμα του τελικού προϊόντος αποθηκεύεται συχνά επί μήνες, για σύγκριση όταν λαμβάνονται παράπονα.

Εργασίες ζυθοποιίας

Η παραγωγή μπύρας σε μια ζυθοποιία διαιρείται τυπικά σε 9 στάδια: Παραγωγή βύνης, άλεση, εκχύλιση, διαχωρισμός, βράσιμο, ζύμωση, conditioning, διήθηση (φιλτράρισμα) και εμφιάλωση.
Η εκχύλιση είναι η διαδικασία της θερμάνσεως μίγματος αλεσμένων σπόρων με νερό και άλλα συστατικά σε συγκεκριμένη θερμοκρασία με σκοπό τα ένζυμα στη βύνη να διασπάσουν το άμυλο στους σπόρους σε σάκχαρα, κυρίως μαλτόζη.
Το στάδιο του διαχωρισμού των ουσιών που αποσπώνται από τα αλεσμένα σπέρματα λαβαίνει χώρα είτε σε μία βαρέλα διαχωρισμού (lauter tun), ένα πλατύ βαρέλι με ψευδοπυθμένα, είτε σε έναν ηθμό (φίλτρο) σχεδιασμένο ειδικά για αυτό τον σκοπό.
Το βράσιμο του εκχυλίσματος βύνης εξασφαλίζει την αποστείρωσή του, αποτρέποντας έτσι τυχόν μολύνσεις. Κατά το βράσιμο προστίθεται λυκίσκος (γνωστός για τον λόγο αυτό και ως ζυθόχορτο), που συνεισφέρει το άρωμά του και τη χαρακτηριστική υπόπικρη γεύση του στη μπύρα. Μαζί με την υψηλή θερμοκρασία, προκαλεί τη συσσωμάτωση πρωτεϊνών και τη μείωση του pH του εκχυλίσματος βύνης, ενώ αναστέλλουν την ανάπτυξη ορισμένων βακτηριδίων. Επίσης, οι ατμοί του βρασμού απομακρύνουν ουσίες που θα έδιναν αργότερα δυσάρεστη οσμή στο τελικό προϊόν.
Το βράσιμο πρέπει να είναι εξισορροπημένο σε όλο τον όγκο του εκχυλίσματος και έντονο. Διαρκεί από 1 ως 2 ώρες, ανάλογα με την έντασή του, το πρόγραμμα προσθήκης λυκίσκου και τον όγκο βύνης που αναμένεται να εξατμισθεί.

Ζύμωση

Η ζύμωση ως στάδιο της διαδικασίας παραγωγής ζύθου αρχίζει αμέσως μόλις προστεθεί μαγιά στο ψυχθέν εκχύλισμα βύνης. Σε αυτό το σημείο το εκχύλισμα αποκαλείται για πρώτη φορά «μπύρα». Σε αυτό το στάδιο τα ζυμώσιμα σάκχαρα που ανακτήθηκαν από τη βύνη (μαλτόζη, μαλτοτριόζη, γλυκόζη, φρουκτόζη και σακχαρόζη) μεταβολίζονται σε οινόπνευμα και διοξείδιο του άνθρακα. Οι δεξαμενές ζυμώσεως κατασκευάζονται σε όλα τα σχήματα, από πελώρια κυλινδροκωνικά δοχεία που μοιάζουν με σιλό σιτηρών μέχρι γυάλινα δοχεία των είκοσι λίτρων στη ντουλάπα ενός οικιακού παραγωγού.
Οι περισσότερες ζυθοποιίες χρησιμοποιούν σήμερα κυλινδροκωνικά δοχείαr (CCVs), που έχουν κωνικό πυθμένα και κυλινδρικό άνω μέρος. Το άνοιγμα του κώνου είναι γύρω στις 70 μοίρες. Τα CCVs μπορούν να φιλοξενήσουν τόσο τη ζύμωση, όσο και το conditioning. Στο τέλος της ζυμώσεως η μαγιά και άλλα στερεά που έχουν συγκεντρωθεί στον πυθμένα (την κορυφή δηλαδή του κώνου) μπορούν απλά να εκκενωθούν από ένα άνοιγμα στην κορυφή.
Ανοικτά δοχεία για τη ζύμωση χρησιμοποιούνται συχνά για επίδειξη σε μπιραρίες και (στην Ευρώπη) για τη ζύμωση μπύρας από σιτάρι. Τα δοχεία αυτά δεν έχουν επάνω μέρος, κάτι που διευκολύνει πολύ τη συλλογή μαγιάς που ανήκει στα είδη μαγιάς που επιπλέουν. Τα ανοικτά δοχεία αυξάνουν τον κίνδυνο μολύνσεων, αλλά με κατάλληλες διαδικασίες καθαρισμού και προσεκτικά ελεγχόμενη πρόσβαση στον χώρο ο κίνδυνος αυτός μπορεί να ελεγχθεί.
Οι δεξαμενές ζυμώσεως κατασκευάζονται συνήθως από ανοξείδωτο χάλυβα. Πολύ λίγες ζυθοποιίες
χρησιμοποιούν ακόμα μεγάλους ξύλινους κάδους για τη ζύμωση, καθώς το ξύλο δύσκολα καθαρίζεται και πρέπει να αδιαβροχοποιείται κάθε χρόνο.
Μετά την αποκορύφωση της ζυμώσεως τοποθετείται συχνά μια διάταξη πωματισμού (γερμανικά: Spundapparat) πάνω στις δεξαμενές για να επιτρέψει το παραγόμενο από τη μαγιά διοξείδιο του άνθρακα να διαλυθεί με φυσικό τρόπο μέσα στη μπύρα. Αυτή η διάταξη μπορεί να ρυθμισθεί σε μία ορισμένη πίεση ανάλογα με το είδος μπύρας που παράγεται: όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο περισσότερο ανθρακικό θα έχει η μπύρα, και επομένως τόσο περισσότερο αφρό θα σχηματίζει.

Conditioning

Αφού τα σάκχαρα στη μπύρα έχουν σχεδόν εντελώς καταναλωθεί, η ζύμωση επιβραδύνεται από μόνη της και τα κύτταρα της μαγιάς αρχίζουν να πεθαίνουν και να καθιζάνουν προς τον πυθμένα της δεξαμενής με επιταχυνόμενο ρυθμό.
Σε αυτή τη φάση, ιδιαίτερα αν η μπύρα ψύχεται κοντά στους 0 βαθμούς C, τα περισσότερα ζωντανά κύτταρα μαγιάς περιέρχονται γρήγορα σε αδρανή κατάσταση και αρχίζουν επίσης να καθιζάνουν προς τον πυθμένα μαζί με τις βαρύτερες πρωτεϊνικές αλυσίδες εξαιτίας της βαρύτητας και της μοριακής αφυδάτωσης.
Αν οι δεξαμενές φέρουν ψυκτική επένδυση (αντί να ψύχεται ολόκληρο το κελάρι) το conditioning μπορεί να λάβει χώρα μέσα στις ίδιες δεξαμενές, αλλιώς χρειάζονται άλλες.

Διήθηση

Η διήθηση (φιλτράρισμα) της μπύρας σταθεροποιεί το άρωμα και της προσδίδει τη διαύγεια που τη χαρακτηρίζει. Δεν φιλτράρονται ενεργά όλες οι μπίρες μετά το conditioning, καθώς δεν απαιτείται σε όλα τα είδη conditioning πραγματική πτώση της θερμοκρασίας.
Για παράδειγμα, οι περισσότεροι οικιακοί παραγωγοί και μικρές μονάδες θεωρούν ότι η φυσική βαρυτική καθίζηση και συσσωμάτωση των οργανικών υπολειμμάτων που συμβαίνει κατά τη διάρκεια του conditioning είναι απολύτως επαρκής.
Υπάρχουν πολλοί τύποι ηθμών (φίλτρων) μπύρας. Πολλοί περιέχουν ενσωματωμένα μέσα φιλτραρίσματος, όπως χαρτιά ή στήλες, ενώ άλλοι χρησιμοποιούν λεπτή σκόνη από π.χ. γη διατόμων που προστίθεται στην μπύρα, η οποία επανακυκλοφορεί μέσα από οθόνες ώστε να σχηματισθεί ένα διηθητικό υπόστρωμα.
Υπάρχουν χονδρά φίλτρα, που συγκρατούν μόνο το μεγαλύτερο μέρος της μαγιάς και κατακάθια όπως του λυκίσκου και των σπόρων, και φίλτρα τόσο λεπτά που περιορίζουν το χρώμα και την υφή της μπύρας. Συνήθως η διήθηση ταξινομείται σε αδρή, λεπτή και στείρα. Η αδρή διήθηση αφήνει κάποια θολότητα στη μπύρα, αλλά πολύ λιγότερη από αυτή που θα είχε μία αφιλτράριστη μπύρα. Η λεπτή διήθηση δίνει μπύρα τόσο διάφανη ώστε να μπορεί κάποιος να διαβάσει μία σελίδα εφημερίδας μέσα από ένα ποτήρι της. Η στείρα διήθηση είναι τόσο λεπτή, ώστε αφαιρεί σχεδόν όλους τους μικροοργανισμούς από τη μπύρα. Αντίστοιχη είναι και η μέθοδος της παστερίωσης της μπύρας, είτε χύμα, είτε μέσα στα μπουκάλια της.

Εμφιάλωση

Η εμφιάλωση είναι το γέμισμα με μπύρα των δοχείων μέσα στα οποία θα φύγει από τη ζυθοποιία. Τα δοχεία αυτά είναι συνήθως μπουκάλια, αλουμινένια κουτάκια ή βαρελάκια (kegs).