СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СУСЛА
METHOD OF PREPARING WORT

Изобретение относится к пивоваренному производству, может быть применено на пивоваренных заводах любой мощности и может быть применено для производства квасного сусла и в спиртовом производстве.
Одним из основных участков производства пива является участок производства пивоваренного сусла - варочный порядок. В настоящее время существует большое разнообразие варочных порядков, но реализуют они общий способ производства пивоваренного сусла, состоящий из 4 шагов
На первом шаге происходит процесс затирания, при котором дробленый солод или смесь солода с несоложенным сырьем смешивается с водой и согласно выбранной технологии затирания производится нагрев/охлаждение полученного затора согласно установленным температурным кривым, при котором крахмал под действием присутствующих в солоде ферментов превращается в сахара. Длительность данного процесса обычно составляет 2-3 часа. При использовании отварочных способов затирания добавляется дополнительный заторный аппарат, позволяющий отбирать в процессе затирания часть затора, отваривать его и возвращать обратно в первый заторный аппарат. Данные способы затирания широко применяются для использования несоложенного сырья и при применении некачественного солода, а также для увеличения выхода конечного продукта из солода.
На втором этапе затор перемещается в фильтрчан (или майшфильтр), в котором происходит отделение дробины от сусла. Длительность данного процесса также обычно составляет 2-3 часа. Здесь следует подчеркнуть, что фильтрчан или майшфильтр являются наиболее дорогостоящими установками в составе варочного порядка.
На третьем этапе полученное сусло перемещается в сусловарочный аппарат, в котором происходит его кипячение с хмелем, длительность которого обычно составляет 1-1.5 или даже 2 часа. На четвертой, последней стадии происходит процесс выделения белкового осадка из горячего пива, при котором сусло подается тангенциально в вирпул. Осадок оседает на дне вирпула, в его центре, а с боку отводится горячее охмеленное сусло. Длительность данного процесса обычно составляет 20-60 минут. Иногда вместо вирпула применяется декантер, при этом осадок горячего сусла естественным образом оседает на дне в процессе нахождения сусла в декантере. Длительность данного процесса обычно составляет 1-2 ч. А также иногда применяется процесс сепарирования сусла на сепараторах. Однако именно вирпул получил наибольшее распространение (эти классические методы описаны во всех учебных пособиях по пивоварению, например, в книге: Вольфганг Кунц. Технология солода и пива.- С.-Петербург, «Профессия», 2001).
Все современные варочные порядки, реализующие этот способ, имеют три основных недостатка:
1. Дороговизна варочного порядка. Причем, как уже отмечалось ранее, наиболее дорогой частью всего варочного порядка является именно фильтрационная установка - фильтрчан или майшфильтр, стоимости которого колеблется от 40 до 60% стоимости всего варочного порядка.
2. Большие габариты варочного порядка. И вновь, в случае применения фильтрчана именно он занимает наибольшее пространство варочного цеха, что же касается майшфильтра, то к его недостаткам можно отнести необходимость относительно частой замены расходных материалов, как-то фильтрующих мембран и отжимающих мембран.
3. Длительность цикла получения пивного сусла. Как уже отмечалось ранее, процесс затирания занимает около 3 часов, столько же процесс фильтрации, процессы же варки сусла и отделения белкового осадка в среднем занимают по 1 ч, итого 8 ч на 1 цикл. Здесь следует подчеркнуть, что именно первые два шага - затирание и фильтрация занимают большую часть времени приготовления пивного сусла - около 6 часов, тогда как процессы варки сусла с хмелем и отделения белкового осадка всего 2 часа.
Для решения вышеуказанных недостатков многие компании производят оборудование, позволяющее, соблюдая вышеописанный способ приготовления сусла, проводить некоторые стадии последовательно, но в одном и том же оборудовании. Так были разработаны двухаппаратные системы производства пивоваренного сусла, в которых процессы затирания и кипячения сусла происходят последовательно в комбинированном аппарате для затирания и кипячения, а фильтрационный аппарат совмещен с вирпулом, обеспечивая последовательные процессы фильтрации и отделения белкового осадка. Данные технические решения наиболее актуальны для мини- и микропивоварен и пивоваренных систем средней производительности. При этом удалось решить проблемы дороговизны варочного порядка и больших габаритов, длительность же цикла осталась такой же. Кроме того, ввиду применения последовательно одного и того же оборудования для разных шагов получения сусла производительность таких установок резко упала. К примеру, если классическая 4 аппаратная установка для производства пивоваренного сусла способна производить 8-14 варок в сутки, в зависимости от длительности стадий затирания и фильтрации, то двухаппаратные системы производят лишь 4 варки, то есть производительность упала в 3 раза.
Из уровня техники известны решения, направленные на проведение процессов затирания и фильтрации в одном аппарате. Например, в патенте РФ на способ и установку изготовления пива (№2119941, 10.10.1998) описан способ, согласно которому затирание проводят полным объемом воды, после чего опускают сетчатый контейнер и при циркуляции затора его поднимают с дробиной над уровнем сусла, где выдерживают во время кипячения сусла. Затем дробину выгружают. Данный способ предусматривает намывание слоя дробины в сетчатом контейнере за счет циркуляции через него затора.
Недостатком данного способа является сложность предлагаемого конструкционного решения ввиду добавления дополнительных подъемных механизмов и необходимости решать вопрос с выгрузкой дробины из контейнера, при этом увеличивается цикл получения пива и увеличиваются потери сусла, оставшегося в дробине. Это объясняется тем, что диаметр сетчатого контейнера, в данном случае, не может быть больше диаметра самого заторного аппарата, ввиду чего получается слишком высокий слой дробины на сетчатой поверхности. Современные фильтрационные аппараты в варочном порядке значительно превосходят в диаметре заторный аппарат того же варочного порядка, обеспечивая высоту слоя дробины от 30 до 65 см (Людвиг Нарцисс. Пивоварение, том 2. Технология приготовления сусла. - М., «Элевар», 2003). Кроме того, данное техническое решение, при применении его в варочном порядке вместо заторного и фильтрационного аппаратов, также снизит общую производительность варочного порядка до 4 варок в сутки, поскольку аппарат будет в течение до 6 ч и более занят последовательно процессами затирания и фильтрации.
Предлагаемое изобретение позволяет решить все выше перечисленные недостатки, а именно значительно сократить дороговизну оборудования, значительно сократить его габариты, уменьшить длительность цикла производства пивного сусла и обеспечить от 8 до 14 варок в сутки в зависимости от длительности процесса затирания.
Это достигается тем, что в способе приготовления сусла, включающем процессы получения затора, его осахаривания и фильтрации с получением начального сусла, согласно изобретению затираемое сырье помещают в, по меньшей мере, один водопроницаемый контейнер-мешочек, а процессы получения затора, его осахаривания и фильтрации с получением начального сусла осуществляют в подвижной емкости, в которую предварительно загружают водопроницаемые контейнеры-мешочки с затираемым сырьем.
Возможно загружать водопроницаемые контейнеры-мешочки с затираемым сырьем в подвижную емкость, выполненную в виде перфорированного барабана, установленного на валу.
Возможно отводить полученное сусло в поле центробежных сил.
Возможно для получения готового пивного сусла полученное сусло подвергать дополнительным стадиям охмеления сусла и отделения белкового и/или хмелевого осадка.
Возможно полученное охмеленное или неохмеленное сусло подвергать концентрированию.
Возможно в качестве затираемого сырья использовать солод и/или несоложенное зерно.
Возможно проводить затирание инфузионным и отварочным методом. Возможно полученное сусло использовать для производства пива. Возможно полученное сусло использовать для производства кваса. Возможно полученное сусло использовать для производства спирта. Возможно, что водопроницаемый контейнер-мешочек представляет собой сетчатый одно- или многоразовый пакет
Возможно, что водопроницаемый контейнер-мешочек представляет собой водопроницаемый одно- или многоразовый пакет, выполненный из водостойкой бумаги и/или ее заменителя.
Возможно, что многоразовый контейнер-пакет имеет средства для его открывания и затвора.
По существу предлагается способ производства сусла с совмещенной фазой затирания и фильтрации, который предусматривает внесение в установку для получения сусла водопроницаемых контейнеров-мешочков с затираемым сырьем. После чего начинается процесс затирания, например, инфузионным способом (предлагаемый способ не исключает возможность проведения различных методов затирания). Контейнеры-мешочки, вносимые в установку, могут быть как одноразовыми по типу чайных пакетиков, так и многоразовыми, и их масса может колебаться от 5 г до 100 кг в зависимости от производительности установки. Количество и масса этих мешочков подбирается исходя из соображений обеспечения наилучшего выхода сусла из массы затираемого сырья, в зависимости от конструктивных особенностей, например соотношении габаритов емкости, наличия элементов, воздействующих на процесс перемешивания. Ввиду того, что затираемое сырье находится в водопроницаемых мешочках, частицы дробины не переходят непосредственно в сусло, вследствие чего процессы затирания и фильтрации оказываются совмещенными. Поэтому после окончания процесса затирания и удаления мешочков с отработанной дробиной полученное сусло подвергается процессу охмеления, минуя фазу фильтрации, и в дальнейшем процессу отделения белкового осадка.
Собственно использование мешочков для размещения в них солода для получения сусла было известно в народе еще с древних времен, когда в льняной мешочек насыпали смолотый солод, добавляли туда хмель. На край стола ставили самовар, так чтобы его кран был над полом. Под краном на полу ставили большую кастрюлю, в которую помещали мед. Кипяток из крана должен литься непрерывно. Кипяток проливают в мешочек с солодом средней струей, а гущу солода часто перемешивают. Когда в кастрюлю нальется около 10 литров раствора, кран закрывают, жидкости дают остыть, затем вливают дрожжи и проводят брожение (cм.http://beersite.narod/ru/pivoz/html). Однако, как это видно, данный способ неприменим в промышленном масштабе и современном развитии техники ввиду его примитивности. Не исключено образование застойных зон экстрагируемого солода и хмеля. А также данный способ не в состоянии обеспечить выбранные пивоваром температурные профили для процесса затирания и соблюдение уже выработанных рецептур.
В качестве ближайшего аналога принимается решение, раскрытое в патенте РФ №2119941.
Техническим результатом заявленного изобретения является то, что значительно сокращается время получения сусла за счет совмещения процессов затирания и фильтрования, то есть нет необходимости после затирания подвергать сусло циркуляции для его фильтрования, даже если это проводится в одном аппарате, повышается эффективность фильтрования за счет исключения попадания частиц затираемого сырья в получаемое сусло,обеспечивается эффективность экстракции за счет активного перемешивания сырья в подвижной емкости, исключается образование застойных зон, то есть вся масса затираемого сырья равномерно подвергается экстрагированию. Тем самым снижается себестоимость конечного продукта, за счет того, что длительность процесса получения сусла согласно предлагаемому способу значительно сокращена, а производительность варочного порядка соответствует максимальной производительности классического 4-аппаратного варочного порядка - 8-14 варок в сутки против 4 при использовании патента, указанного выше. Повышается качество сусла. Это обусловлено тем, что затор не перекачивается, поглощение воздуха минимально, что является позитивным фактором, поскольку кислород при затирании ведет к окислению полифенолов, а с ним - и к размыванию вкуса и более высокой цветности готового пива.
Как отмечалось выше, изобретение позволяет значительно сократить дороговизну оборудования, значительно сократить его габариты, уменьшить длительность цикла производства пивного сусла до 3-5 часов вместо традиционных 5-8 часов и обеспечить от 8 до 14 варок в сутки в зависимости от длительности процесса затирания ввиду совмещения процессов затирания и фильтрования.
Сущность способа поясняется технологической схемой, приведенной на фиг.1 и примерами его осуществления.
Пример 1.
Способ может быть осуществлен на любой установке, имеющей совпадающую с заявленным изобретением совокупность существенных признаков.
Установка для получения сусла имеет подвижную емкость, например, в виде перфорированного барабана, установленного на валу. Преимущества перфорированного барабана заключаются в том, что благодаря такой конструкции допустимо осуществление множества возможных приемов инженерной мысли, которые в настоящее время используются в пивоварении. Например, благодаря перфорации возможно проведение продувания диоксида углерода (или любого газа) в процессе затирания. Кроме того, эта конструкция позволяет значительно сократить контакт с кислородом воздуха.
В барабан вносится один или несколько пакетиков с затираемым сырьем. Количество пакетиков, их масса и форма могут быть разными и выбирается исходя из соображений обеспечения наилучших показателей выхода экстрактивных веществ из затираемого сырья, экономических показателей стоимости материала пакетиков и геометрических размеров и формы вращающегося барабана. В установку подается вода в количестве от 1:1 до 7:1 по отношению к массе затираемого сырья - главный налив. Включается процесс вращения барабана на низких оборотах и система контроля и поддержания выбранного температурного режима. Процесс затирания ведется согласно выбранной технологии, и после его окончания полученное первое сусло выкачивается из установки, после чего вращение барабана включается на максимальные обороты и происходит отжим пакетиков с затираемым сырьем в поле центробежных сил. Доотжатое первое сусло также откачивается из установки. После этого в установку подаются промывные воды в количестве от 1:1 до 7:1 по отношению к массе промываемой дробины и из затираемого сырья вымывается максимальное количество полезных веществ за счет включения барабана на низких оборотах и эффективного перемешивания пакетиков с промываемой дробиной с водой. После этого промывные воды откачиваются из установки и пакетики с дробиной вновь отжимаются за счет включения вращения барабана на максимальные обороты. Доотжатые промывные воды вновь откачиваются из установки. Затем пакетики с дробиной удаляются из установки, и цикл процесса с совмещенной фазой затирания и фильтрации заканчивается.
Таким образом, предлагаемый способ получения сусла позволяет получить нужное количество сусла за максимально короткий промежуток времени, определяемый выбранной технологией затирания, как это логически следует из приведенного примера.
Полученное сусло характеризовалось отличными органолептическими показателями за счет того, что затор не перекачивается, поглощение воздуха минимально, что является позитивным фактором, поскольку кислород при затирании ведет к окислению полифенолов, а с ним - и к размыванию вкуса и более высокой цветности готового пива.
Пример 2.
Способ осуществляли согласно описанному в примере 1, за исключением того, что для осуществления отварочного метода (одно - или многоотварочного) использовали параллельно установленные, соответственно две или несколько установок, причем пакетики с несоложенным сырьем или солодом, предназначенным для отварки, помещали в одну из установок, а пакетики с солодом, который не будет отвариваться в процессе затирания, в другую. После отварки сырья, предназначенного для отварки, полученная жидкая фракция перекачивалась в параллельно установленный аппарат с затираемым суслом.
Пример 3.
Полученное сусло использовали для получения пива.
Причем технология выработки пива может быть различной при различных методах затирания, осахаривания, охмеления с отделением белкового и/или хмелевого осадка, сбраживания, дображивания и созревания. Основным условием выработки пива является использование сусла, полученного по способу с совмещенной фазой затирания и фильтрации, полученного согласно примеру 1. Процесс получения сусла может проводиться с использованием как одноразовых пакетиков из водопроницаемой бумаги или ее заменителя по типу чайных пакетиков, а также могут быть применены многоразовые пакетики, имеющие соответственно средства для их открывания и затвора, например, по типу «молнии» или «липучки» или затворов-защелок или пр., вплоть до соответственно средства для их открывания и затвора, например, по типу «молнии», или «липучки», или затворов-защелок или пр., вплоть до элементарных шнурков-кулисок для завязывания входного отверстия. Все возможные вариации в равной степени обеспечивают получение указанного выше технического результата.
Полученное пиво характеризуется чистым вкусом без посторонних привкусов и запахов, отвечающее самым взыскательным требованиям.
Пример 4.
Полученное сусло использовали для получения спирта.
Технология выработки спирта может быть различной при различных методах затирания, осахаривания, сбраживания и перегонки. Основным условием выработки спирта является использование сусла, полученного по способу с совмещенной фазой затирания и фильтрации, полученного согласно примеру 1. Полученной спирт характеризуется высокими физико-химическими показателями при значительно сниженной себестоимости за счет сокращения времени его получения.
Пример 5.
Полученное сусло использовали для получения кваса.
Технология выработки кваса может быть различной при различных методах затирания, осахаривания и сбраживания. Основным условием выработки кваса является использование сусла, полученного по способу с совмещенной фазой затирания и фильтрации, полученного по примеру 1.
Полученный квас характеризуется чистым вкусом без посторонних привкусов и запахов, отвечающим самым взыскательным требованиям.
Пример 6.
Получали сусло в соответствии с примером 1, которое затем подвергали концентрированию. В последующем сусло использовалось для приготовления различных безалкогольных напитков, напитков брожения, основы для напитков типа бирмиксов, в качестве различных основ и добавок к пищевым продуктам, например, соусам.