Способ подготовки воды для пивоваренного производства

 

Изобретение относится к пивоварению. Способ предусматривает обработку технологической воды для установления оптимального ионного состава. Обработку осуществляют путем добавления в технологическую воду католита или анолита, полученных путем электрохимической активации водного раствора пищевой соли из расчета до 10 г соли на 1 л. При этом на варку сусла используют католит со значением рН 11,0-12,5 в пропорции с технологической водой 1:1. В процессе ращения солода используют анолит, который добавляют в воду для дезинфекции зерна из расчета 8:1000 на 10 т зерна, а в последнюю замочную воду в процессе проращивания солода добавляют католит в пропорции от 1:10 до 1:5 в зависимости от качества зерна. Для обработки семенных дрожжей используют анолит с концентрацией активного хлора 0,03-0,06%, который задают в количестве 30 л в предварительно разведенные водой в соотношении 1:3 дрожжи в ванночку емкостью 500 дал с последующим их введением в бродильный танк объемом 500 Гкл. Для обработки потребительской тары используют анолит из расчета 1: (300-500), а для обработки бродильных лагерных танков, фарфасов-мерников для пива, дрожжевых ванночек и разбраживателей используют последовательно католит, который вводят в моющую воду в пропорции 1:500, и анолит для ополаскивания в растворе с водой с рН 5-6. Это позволяет получать воду с универсальными свойствами для различных стадий пивоварения.

Изобретение касается пивоваренной промышленности, в частности способов подготовки технологической воды для процессов пивоварения и связанных с ними вспомогательных процессов.

Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. На большинстве пивоваренных заводов качество используемой на технологические нужды воды, особенно по содержанию солей жесткости железа и значению рН, не является оптимальным, что вызывает необходимость применения различных способов водоподготовки: реагентного ионообменного, электро-диализного и мембранного, основанного на принципе обратного осмоса.

Наибольшее распространение получили способы подкисления затора молочной кислотой и монокальцийфосфатом. Однако достигаемые при этом снижение щелочности воды и значение рН не обеспечивают удаление нежелательных ионов и необходимую степень деминерализации. В этих случаях предпочтительнее использовать кальцийсодержащие средства, так как ионы кальция оптимизируют процесс осахаривания затора и оказывают стабилизирующее действие на альфа-амилазу в процессе затирания.

Ионообменный способ водоподготовки рекомендован для вод с солесодержанием до 1000 мг/л, так как расход реагентов на регенерацию ионообменных смол существенно возрастает с увеличением солесодержания исходной воды.

Электродиализный способ водоподготовки позволяет получить воду, удовлетворяющую требованиям пивоваренного производства.

Недостатком установок ЭДУ является необходимость периодической замены дорогостоящих мембран и невысокая производительность. Способ позволяет обрабатывать воду с различным солесодержанием.

Мембранный способ водоподготовки позволяет получать воду для технологических нужд пивоварения требуемого качества при любом начальном солесодержании. Преимуществами способа являются безреагентность, минимальное содержание солей в сточных водах и эффективное удаление органических веществ.

К недостаткам относится необходимость предварительной очистки от механических примесей (Пути и способы повышения качества пива, обзорная информация, вып. 7, серия 22, М.: АгроНИИТЭИПП, 1989 г., 9-14).

Технологические свойства воды могут быть радикально изменены не только путем регулирования химического состава, но и путем частичного изменения ее молекулярной структуры. Этих изменений можно добиться, например, посредством электрофизических воздействий на воду магнитных и ультраакустических полей.

Увеличение активности воды в пивоваренном производстве возможно при термообработке ее по Ф.А. Летникову в низкочастотных электромагнитных полях или же действием ультраакустических полей кавитационного характера. В первом случае воду или ее растворы нагревают в течение нескольких часов в автоклаве, поддерживая давление на уровне 390 кгс/см², а температуру около 400^oС. После остывания активированная вода длительно сохраняет повышенную электропроводность и растворяющую способность, (см. Экспресс-информация, вып. 2 М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1975 г., с. 28-32).

Наиболее близким является способ подготовки воды для пивоваренного производства, предусматривающий обработку ее для установления оптимального ионного состава.

Этот способ подготовки воды для пивоваренного производства предусматривает получать воду для пивоваренного производства, свободную от магнезии и в то же время содержащую соли постоянной жесткости.

Для осуществления предлагаемого способа катионы солей жесткости, растворенные в воде, удаляются путем фильтрации воды через катионный фильтр. Полученная после фильтрации кислая и лишенная солей вода насыщается до жесткости 5,5-5,7о сернокислым кальцием, образующимся при пропускании кислой воды через не содержащий доломита кусковой мрамор за счет связывания кислотного остатка ионом кальция мрамора, причем крупность мрамора и скорость пропуска воды выбираются так, что практически с кальцием связываются только кислоты элементов, образующих постоянную жесткость, (см. авт. свид. СССР 94037, С 12 С 7/02, oп. 30.11.1952 г.).

Этот способ слишком сложен и дорогостоящ, кроме того, вода, полученная таким образо, не является универсальной для различных стадий пивоварения и имеет недостаточно активный потенциал.

Этих недостатков лишен предлагаемый способ подготовки воды для пивоваренного производства, предусматривающий обработку ее для установления оптимального ионного состава. Согласно изобретению обработку осуществляют путем добавления в технологическую воду католита или анолита, полученных путем электрохимической активации водного раствора пищевой соли из расчета до 10 г соли на 1 л.

При этом на варку сусла используют католит со значением рН 11-12,5 в пропорции 1: 1. В процессе ращения солода используют анолит, который добавляют в воду для дезинфекции зерна из расчета 8:1000 на 10 т зерна, а в последнюю замочную воду добавляют католит в пропорции от 1:10 до 1:5 в зависимости от качества зерна. Для обработки семенных дрожжей используют анолит с концентрацией активного хлора 0,03-0,06%, который задают в количестве 30 л в предварительно разведенные водой в соотношении 1:3 дрожжи в ванночку емкостью 500 дал с последующим их введением в бродильный танк объемом 500 Гкл, для обработки потребительской тары используют анолит из расчета 1 л на 300-500 литров воды, а для обработки бродильных, лагерных танков, фарфасов-мерников для пива, дрожжевых ванночек и разбраживателей используют последовательно католит, который вводят в моющую воду в количестве 10 л на 5000 л воды, и анолит для ополаскивания в растворе с водой до значения рН 5-6.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что предлагаемые для использования в пивоварении анолит и католит получают одновременно на установках СТЭЛ-10Н-120-01 производства НПО "ЭКРАН" путем электрохимической активации раствора пищевой поваренной соли, то есть NaCl в воде из расчета не более 10 г на получение 1 л анолита или католита в соответствии с Гигиеническим Сертификатом и Разрешением Гос. Комитета СЭН РФ.

В катодно обработанной воде в десятки раз уменьшается концентрация ионов тяжелых металлов, на 40-50% снижается жесткость.

Анодно обработанная вода является эффективным дезинфицирующим и стерилизующим раствором.

При использовании воды, подвергнутой обработке для замачивания зерна в солодоращении, достигается обеззараживание зерна без применения специальных веществ, сокращение продолжительности замачивания на 12-24 часа, увеличивается энергия прорастания зерна на 5-7%.

При замачивании зерна электрохимически активированной водой происходит повышение проницаемости оболочки зерна, ускоряется влагоперенос и перенос питательных веществ. Это приводит к ускорению биохимических процессов в зерне и повышению энергии его прорастания. Равномерная гидратация эндосперма способствует улучшению работы гидролитических ферментов, легко растворяющих остатки матрицы и малые крахмальные зерна. К концу прорастания эндосперм равномерно и хорошо растворяется. Увлажнение свежепроросшего солода перед ферментацией электрохимически обработанной водой позволяет сократить время ферментации в 2-3 раза, повысить качество ферментированного солода.

Приготовление затора (смеси дробленого солода и ячменя с водой) на электрохимически активированной воде позволяет ускорить процессы экстракции и ферментации (при использовании несоложеного сырья) в 1,5-2 раза.

Применение электрохимически активированной воды обеспечивает также высококачественную отмывку и стерилизацию любого оборудования с гарантией отсутствия на его поверхности микроорганизмов любых видов.

Пример 1.

Осуществляли варку сусла по традиционной технологии в соответствии с Технологической инструкцией. В подготовленную согласно инструкции воду задавали католит, уменьшающий окислительно-восстановительный потенциал от +250 - +300 до -700 -800 MB, концентрацию ионов тяжелых металлов, снижающих жесткость воды на 40-50%, в результате чего улучшается экстрагирование веществ из дробленого солода, увеличивая выход экстракта в варочном цехе на 5,0-6,0%. Католит брали с значением рН 11,0, предварительно смешивая с водой в пропорции 1:1.

Все процессы проводились без каких-либо технологических изменений.

Одновременно наблюдалось уменьшение продолжительности фильтрации сусла и уменьшались потери экстрактов в дробине.

Пример 2 Для дезинфекции зерна в процессе проращивания применяли раствор анолита, который брали в количестве 80 л на 10 т воды для обработки 10 т зерна. Смесь тщательно перемешивали и выдерживали 20-30 мин (вместо 2-3 ч), после чего воду сливали и процесс продолжали по графику.

В последнюю замочную воду задавали католит в пропорции 1:10.

В результате увеличивалась проницаемость клеточных мембран и стенок, создавая условия для интенсивного осмотического и электроосмотического переноса действующих веществ католита во внутриклеточную среду зерна.

В созданной католитом щелочной среде горькие вещества оболочки ячменя, придающие неприятную горечь пиву, выщелачиваются, ускоряется влагоперенос питательных веществ внутри зерна, что приводит к ускорению биохимических процессов, увеличению его прорастаемости.

В результате равномерная гидратация эндосперма способствует быстрому накоплению всех видов ферментов, легко растворяющих эндосперм и крахмальные зерна ячменя, энергия прорастания увеличивается на 5-7%, а продолжительность замачивания сокращается на 12-24 ч, процесс ферментации ускоряется в 2-3 раза а качество ферментированного солода увеличивается, повышая экстрактивность готового солода на 0-1,0%.

Пример 3 После перекачивания молодого пива из бродильных или лагерных танков производили обработку бродильных, лагерных танков, фарфасов-мерников для пива, дрожжевых ванночек и разбраживателей.

Для мойки и дезинфекции применялись электрохимически активированные слабоминерализованные растворы католит и анолит.

Католит как моющее вещество добавлялось в моющую воду в количестве 10 л с рН 12 на 5000 л воды, раствор тщательно перемешивали и насосом подавали на моющие головки бродильного танка, танк промывали этим раствором (после предварительного смыва горячей и холодной водой) в течение 30 мин, затем ополаскивали в течение 25 мин раствором анолита с рН 5.

После брали смыв: ОМЧ = 0, наличия молочнокислых бактерий и кишечной палочки не было (до этого были обнаружены эти бактерии).

Контроль эффективности дезинфекции проводился микробиологом в соответствии с Инструкцией санитарно-микробиологического контроля пивоваренного и безалкогольного производства ИК 10-04-06-140-87 М 1988 г., кроме того, анолит как дезинфектант может применяться и после мойки емкостей каустической содой без применения католита.

Пример 4.

Процесс обработки семенных дрожжей заключается в следующем.

Семенные дрожжи разводили водой в соотношении 1:3, анолит в количестве 30 л с концентрацией активного хлора 0,04% вносили в дрожжевую ванночку емкостью 500 дал, тщательно перемешивали, выдерживали 15-20 мин. Дрожжи пропускали через вибросито для удаления образовавшихся грубодисперсных частиц, подмолаживали суслом и после выдержки 30-50 мин (для разбраживания) перекачивали в бродильный танк емкостью 500 Гкл.

После обработки дрожжей анолитом не нужна нейтрализация содой, т.к. после использования он самопроизвольно деградирует до исходных веществ, т.е. слабоминерализованной воды и соли, поэтому в отличие от традиционных биоцидных агентов анолит не требует нейтрализации перед сливом в канализацию. Ни один из действующих компонентов анолита не способен образовывать токсичные комплексы с органическими соединениями.

Пример 5 После выдува готовые полиэтиленовые бутылки складируют в бункере-накопителе, откуда подают на шприцевальную машину для омывания и дезинфекции анолитом с водой из расчета 1:400.

Результаты анализа смывов с бутылок - положительные.

Формула изобретения

Способ подготовки воды для пивоваренного производства, предусматривающий обработку технологической воды для установления оптимального ионного состава, отличающийся тем, что обработку осуществляют путем добавления в технологическую воду католита или анолита, полученных путем электрохимической активации водного раствора пищевой соли из расчета до 10 г соли на 1 л, при этом на варку сусла используют католит со значением рН 11,0-12,5 в пропорции с технологической водой 1: 1, в процессе ращения солода используют анолит, который добавляют в воду для дезинфекции зерна из расчета 8: 1000 на 10 т зерна, а в последнюю замочную воду в процессе проращивания солода добавляют католит в пропорции от 1: 10 до 1: 5 в зависимости от качества зерна, для обработки семенных дрожжей используют анолит с концентрацией активного хлора 0,03-0,6%, который задают в количестве 30 л в предварительно разведенные водой в соотношении 1: 3 дрожжи в ванночку емкостью 500 дал с последующим их введением в бродильный танк объемом 500 Гкл, для обработки потребительской тары используют анолит из расчета 1: (300-500), а для обработки бродильных лагерных танков, фарфасов-мерников для пива, дрожжевых ванночек и разбраживателей используют последовательно католит, который вводят в моющую воду в пропорции 1: 500, и анолит для ополаскивания, предварительно смешанный с водой до значения рН 5-6.