Промышленное производство пива

Заказать услугу Задать вопрос

Заказать услугу Задать вопрос

8 февраля 2023

Статьи

9 мин.Время прочтения

731 чел

Существуют тысячи рецептур изготовления пива. В любом случае это пенный напиток с легким терпким привкусом и небольшим количеством этилового спирта. Независимо от сорта производство базируется на классических технологиях, подразумевающих использование универсальных ингредиентов и прохождение обязательных этапов. Процесс растянут во времени, поскольку некоторые стадии основаны на естественном течении длительных биологических процессов.

Ингредиенты

В традиционные рецептуры изготовления пива всегда включены четыре главных ингредиента.

Солод. От этого продукта зависят аромат, цвет, вкусовые оттенки пива. Солод получают путем проращивания зерен ячменя, ржи, пшеницы или других злаков. После замачивания они разбухают, в результате чего из крахмала выделяется солодовый сахар (компонент, необходимый для брожения). В зависимости от способа обработки солод бывает жженым, карамельным, темным, светлым и др. При использовании классической рецептуры базовым ингредиентом является ячменный солод, в который добавляются ржаной, пшеничный и другие виды солода в зависимости от требуемых характеристик пива. В составе этого ингредиента есть множество протеинов. Это крупные молекулы, сформированные из большого количества аминокислот. Большинство из них крайне важны для полноты вкуса напитка и устойчивости пенообразования. Но ряд протеинов способны вызвать помутнение пива, а также появление в нём осадка при хранении (это хорошо заметно в стеклянной таре). Есть особые ферменты, обеспечивающие расщепление протеинов на отдельные аминокислоты. Большинство протеинов распадается на этапе соложения.
Вода. Ее содержание в готовом продукте составляет 90–95 %. Для пивоварения она отбирается с учетом жесткости и количества содержащихся солей. Например, для мюнхенского пива оно должно быть высоким, а для пльзеньского — низким. Современные методики подготовки сырья предусматривают корректировку содержания солей в воде с высокой точностью, что намного упрощает процесс производства пива.
Хмель. Придает напитку узнаваемый горьковатый привкус, также обладает душистым ароматом, отвечает за пенообразование и используется в качестве естественного консерванта. Для производства пива берутся только женские шишки хмеля. В составе растения более 200 компонентов, влияющих на вкусовые качества. Существует множество сортов хмеля, включая ароматно-горький, с повышенным содержанием альфа-кислот, горький, ароматный и др. Их сочетание в разных пропорциях позволяет корректировать вкус напитка.
Дрожжи. В современном пивоварении используются сорта, которые в естественной среде не встречаются, а выведены специально для этой цели. Существует два вида дрожжей: верхового и низового брожения. В первом случае на заключительной стадии они всплывают на поверхность, во втором остаются на дне сусла. Эта особенность влияет на вкус напитка.

При изготовлении пива ингредиенты сочетаются в разных пропорциях с добавлением других компонентов, перечень которых зависит от сорта напитка, требований к его вкусовым и другим характеристикам.

Солод преимущественно состоит из углеводов, в первую очередь это касается крахмала. Его необходимо переработать таким образом, чтобы компоненты, используемые в процессе брожения, стали доступными.

Дрожжи не в состоянии перерабатывать крахмал, который состоит из больших цепочек молекул сахаров. Соответственно, задачей является преобразование крахмала таким образом, чтобы расщепить его на более простые типы сахаров. Данный процесс протекает под воздействием особых ферментов, известных под названием «амилазы», которые активизируются при определенном температурном режиме.

Существует две разновидности амилаз. Альфа-амилаза преобразует крахмал в несбраживаемые виды сахаров, а бета-амилаза превращает его в сбраживаемые виды сахаров. В последнем случае при брожении образуются алкоголь, вода и двуокись углерода, при этом выделяется тепловая энергия.

Оборудование

Аппаратное обеспечение производства может зависеть от объемов выпуска и используемых технологий. Сравнительно небольшие пивоварни, выдающие в среднем до 15 тыс. л в год, применяют методику низового брожения, крупные промышленные предприятия используют верховое. Но в любом случае требуется следующее оборудование:

дробилка для солода;
фильтровальный аппарат;
засосы для кипятка, сусла и засора;
гидроциклонный агрегат;
аппараты для варки сусла и нагревания воды;
теплообменник, насосы для молодого и готового пива;
резервуары для брожения, электропарогенератор;
емкости для раздачи, холодильники с генераторами льда;
оборудование для контроля и управления технологическими процессами.

Также перечень оборудования зависит от сортов изготавливаемого пива. В любом случае при выборе нужно учитывать его функционал, производительность, другие технические характеристики, а также правила эксплуатации и регламентного обслуживания.

Приготовление сусла

Солод обрабатывается в специальной дробилке таким образом, чтобы зёрна не превращались в однородную массу, а рассыпались на мелкие и большие крупинки. Получившийся продукт называется солодовым помолом. Соотношение крупных и мелких частиц в нём варьируется в зависимости от сорта изготавливаемого пива.

Следующая технологическая операция — затирание, в ходе которой солодовый помол смешивается с водой.

В результате получается смесь, называемая затором. Под воздействием воды ячменные ферменты расщепляют крахмал с выделением солодового сахара. Для ускорения данного процесса производители нагревают затор до 76 градусов.

Далее приготовленное сусло проходит фильтрацию. Для этого затор переливается из резервуара в закрытое снизу сито и выдерживается в нём до тех пор, пока на дно не выпадут твердые крупинки — дробина. После открытия сита через него и осевшую дробину просачивается чистое сусло. Его собирают в специальный котел для последующей варки при определенных условиях.

Варка сусла

Изготовленное на предыдущей стадии сусло доводят до кипения, после чего в него добавляют шишки хмеля. Их количество определяется с учетом сорта напитка и используемой рецептуры приготовления.

Сусло варится на протяжении 2–3 часов. На данном этапе в нем погибают бактерии и другие микроорганизмы, а также разрушаются содержащиеся ферменты, что исключает вероятность дальнейших химических реакций.

Достигается заданный показатель плотности начального сусла. Он впоследствии указывается на этикетке тары с напитком как плотность пива.

Сваренное сусло очищается от остатков хмеля, после чего отправляется на отстаивание для выпадения частиц, от которых не удалось избавиться в процессе фильтрации. Для ускорения процесса часто используется центрифуга.

Брожение

Следующая производственная стадия основана на использовании естественных биологических процессов.

Очищенное сусло через специальные трубопроводы поступает в цилиндроконические танки, используемые в качестве бродильных чанов. Здесь оно остывает до 18–22 градусов (для верхового брожения) или до 5–10 градусов (для низового), после чего в него добавляются дрожжи.

Через сутки на поверхности цилиндроконического танка образуется толстый слой пены. Это свидетельствует о том, что идет естественная химическая реакция, в ходе которой дрожжи превращают сахар в спирт и углекислый газ. Процесс брожения сопровождается выделением значительного количества тепла, поэтому необходимо обеспечить стабильное охлаждение содержимого.

На данном этапе важно контролировать концентрацию углекислого газа в цилиндроконических танках. Когда значение достигнет максимально допустимой отметки, он выводится через специальные трубопроводы.

Процесс прекращается после того, как дрожжи переработают весь сахар в этиловый спирт.

Важно проследить за тем, чтобы брожение началось как можно быстрее. Иначе весте с пивными дрожжами в процессе начнут активно участвовать естественные природные дрожжи и бактерии, для которых сусло, богатое питательными компонентами, является благотворной средой. Если же процесс уже начался, то выделяющиеся двуокись углерода и этиловый спирт будут препятствовать размножению и жизнедеятельности многих «лишних» микроорганизмов.

Первые признаки брожения заметны уже через 12 часов. На поверхности сусла появляются пузырьки углекислого газа, а также пена, по внешнему виду напоминающая сливки. Также начинается процесс тепловыделения.

При брожении образуется осадок из выпадающих протеиновых соединений. Его называют холодным трубом. Основная часть протеинов превращается в хлопья и опадает на дно резервуара, откуда впоследствии удаляется вместе с отработанными дрожжами.

Созревание и фильтрация

Предыдущие производственные стадии завершились получением нефильтрованного молодого пива, которому требуется дальнейшее созревание (это не относится к сортам, изготавливаемым на основе пшеничного солода). Для этого используются вместительные резервуары из нержавеющей стали. В зависимости от используемых ингредиентов и требований к конечному продукту процесс созревания может длиться от нескольких недель до 4 месяцев.

В течение данного времени необходимо контролировать давление и температуру в каждой емкости и поддерживать их в стабильном состоянии. Недопустимы даже мелкие отклонения. На современных производствах процесс отслеживается с помощью специальной аппаратуры, которая регулирует давление и температуру в автоматическом режиме.

После созревания напиток должен пройти еще один этап очистки. Используются два типа фильтров для удаления из пива мелких и крупных примесей. Это придает ему прозрачность, после очистки пиво обретает вид, в котором поступает конечным потребителям. Отфильтрованный напиток полностью готов к розливу в тару для отправки в торговые сети.

Розлив

Это заключительная стадия, в ходе которой готовое пиво разливается в бутылки, бочонки, кеги и другие виды тары. Предварительно они должны быть тщательно вымыты, а также освобождены от находящегося внутри воздуха.

Пиво относится к категории скоропортящихся продуктов, для которых необходимы стерильные условия. Несоблюдение этого требования приводит к тому, что срок годности напитка сокращается до пары дней, после чего его употребление недопустимо (запрещено санитарно-гигиеническими нормами). Если пиво разливается в стеклянную тару, она медленно нагревается до 65 градусов, а затем охлаждается. Этот процесс называется пастеризацией — с его помощью производители увеличивают срок хранения напитка.