Filtracja Piwa Przed Rozlewem: Rodzaje i Znaczenie
- Szczegóły
Piwo jest trzecim najpopularniejszym napojem na świecie po wodzie i herbacie. Trunek ten jest znany ludzkości od czasów starożytnych, a metoda jego produkcji była doskonalona przez wieki.
Historia Piwa
Piwo stanowi jeden z najstarszych napojów fermentowanych świata. Umiejętność warzenia tego trunku posiadali mieszkańcy starożytnej Mezopotamii już w VI tysiącleciu p.n.e. Sumerowie warzyli piwo górnej fermentacji, a podstawowym surowcem do produkcji były chleby piwne. Piwa te były niefiltrowane, mętne, cechowały się też krótkim okresem zdatności do spożycia. Z powodu obecności resztek ziarna i innych elementów stałych piwo pito przez słomkę.
W Babilonii produkowano piwo według podobnej metody, wykorzystując specjalne chleby i dodatki owocowe. Babilończycy jako pierwsi dodali do piwa chmiel, jednakże po upadku ich cywilizacji praktyka ta zanikła na długie wieki, została wprowadzona ponownie w średniowieczu.
Piwo pełniło rolę środka płatniczego i żołdu, a z racji roli jaką pełnił w tamtejszym społeczeństwie, piwowarzy mieli pewne przywileje np. zwolnienie od służby wojskowej. Inną starożytną cywilizacją słynną z rozwiniętych tradycji piwowarskich był Egipt. Starożytni stworzyli receptury wielu rodzajów piwa, które różniło się smakiem, aromatem i zawartością alkoholu. Warzone przez nich piwo miało dużą wartość odżywczą, więc stanowiło ważny składnik diety.
W czasach greckich początkowo spożywano piwo, ale wraz z rozpowszechnieniem uprawy winorośli wino stało się ulubionym napojem starożytnych Greków, stanowiło ono oznakę przynależności do cywilizacji, zaś konsumenci piwa byli postrzegani przez Hellenów za barbarzyńców.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Rzymianie, podobnie jak Grecy preferowali wino, a piwo uważali za „gorszy cywilizacyjnie” trunek. Jednak wraz z ekspansją terytorialną okazało się, że klimat niektórych podbitych obszarów- północnej Galii, Germanii i Brytanii nie nadaje się do uprawy winorośli, więc Rzymianie mieszkający w tamtych rejonach konsumowali piwo, podobnie jak ludność podbita.
Warzenie piwa było też powszechną praktyką wśród plemion celtyckich i germańskich. W średniowieczu tradycję piwowarskie przejęli mnisi, którzy w przyklasztornych browarach zajmowali się warzeniem piwa. Zakonnicy wprowadzili wiele innowacji w produkcję piwa np. filtrację i chmielenie. Piwo w tamtym czasie stanowiło bezpieczniejszy napój od wody, która często była zanieczyszczona.
Pod koniec wieków średnich browary klasztorne powoli traciły na znaczeniu na rzecz browarów prywatnych. Ważnym dokumentem dotyczącym browarnictwa było prawo o czystości surowcowej piwa, wydane przez księcia bawarskiego Wilhelma IV w XVI w., które nakładało obowiązek produkcji piwa wyłącznie z jęczmienia, chmielu i wody. Dokument ten nie wymienia drożdży, o istnieniu których wówczas nie wiedziano.
Kluczowym momentem w piwowarstwie było stworzenie pierwszego jasnego piwa dolnej fermentacji - lagera, którego receptura została opracowana przez Josefa Grolla, piwowara browaru w Pilźnie. Nowatorstwo w produkcji tego gatunku piwa polegało na przeprowadzeniu fermentacji w niskiej temperaturze, co było możliwe dzięki wynalezieniu urządzeń chłodniczych. Od tego momentu lager stał się najpopularniejszym piwem na całym świecie, produkowanym na wszystkich kontynentach (Poelmans i Swinnen 2012).
Produkcja Piwa
Produkcja piwa stanowi jeden z najbardziej złożonych procesów w przemyśle spożywczym. Podstawowymi surowcami stosowanymi w produkcji piwa są: słód zbożowy (głównie jęczmienny), chmiel (głównie w formie granulatu), drożdże i woda.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Słodowanie
Pierwszym etapem w produkcji tego napoju jest słodowanie. Ziarno jęczmienia przeznaczonego do produkcji słodu powinno spełniać określone wymogi: jednolitość odmianową, dobry kształt ziarna, wysokie wyrównanie, mała ilość zanieczyszczeń, wysoka zdrowotność, swoisty kolor i zapach, brak szkodników zbożowo-mącznych i niepożądanej mikroflory (np. grzybów fusariowych), sporyszu, zanieczyszczeń chemicznych; dobra zdolność pobierania wody, mała wrażliwość na wodę, niewielka zawartość białka, wysoka zdolność i energia kiełkowania, wysoka zdolność syntezy enzymów, łatwość osiągania dobrego rozluźnienia i wysoka wydajność ekstraktu w słodzie.
Słodowanie jest oceniane przy pomocy 2 wskaźników. Pierwszym jest zdolność kiełkowania, określająca procentową zawartość wszystkich żywych ziaren w próbce, niezależnie od zakończenia okresu dojrzewania pożniwnego. Przyjmuje się, że co najmniej 96% ziaren powinno być zdolnych do kiełkowania. Drugim wskaźnikiem jest energia kiełkowania, która oznacza procent ziaren, które wykiełkują w określonym czasie w zwykłych warunkach słodowania, a jest ona określana po 3 i po 5 dniach.
Proces słodowania obejmuje wiele przemian biochemicznych ziarna jęczmienia, które są przeprowadzone w kontrolowanych warunkach. Są to te same procesy, które naturalnie zachodzą podczas kiełkowania ziarna po jego wysianiu w glebie, czyli synteza i aktywacja enzymów oraz hydroliza składników zapasowych bielma. Przeprowadzenie tego procesu w warunkach przemysłowych obejmuje kilka etapów: czyszczenie i sortowanie ziarna, nawilżanie ziarna, kiełkowanie, suszenie otrzymanego słodu, odkiełkowanie, polerowanie i magazynowanie (Gawęcki i Libudzisz 2016).
Czyszczenie i sortowanie ma na celu wystandaryzowanie surowca, tak aby przemiany zachodzące w dalszych etapach zachodziły równomiernie. Nawilżenie ziarna służy wykreowaniu odpowiednich warunków do kiełkowania. Kiełkowanie (właściwe słodowanie) wymaga efektywnego dostępu ziarna do wody i tlenu. Nawilżanie zachodzi w kadziach zwanych zamaczalnikami, gdzie ziarno osiąga wilgotność 42-44%, trwa ono 50-72 godzin w temperaturze 14-18°C. W celu usunięcia niepożądanej mikroflory powierzchniowej ziarno w pierwszej fazie moczenia poddaje się dezynfekcji.
Procesowi kiełkowania towarzyszy intensywne oddychanie ziarna. Prawidłowy przebieg procesu słodowania wymaga odpowiedniej temperatury, wilgotności i natlenienia. Efektem skiełkowania ziarna jest powstanie kiełka liścieniowego i korzonków.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Słodowanie przeprowadza się obecnie w sposób zmechanizowany w klimatyzowanych słodowniach skrzyniowych lub bębnowych, a proces ten może trwać 5-7 dni. Skiełkowane ziarno, zwane też słodem „zielonym” jest suszone w owiewowych suszarniach siatkowych. Celem suszenia jest utrwalenie słodu, nadanie mu odpowiedniego smaku, zapachu i barwy, zachowując przy tym jego aktywność enzymatyczną. Proces suszenia jest trzyetapowy, w którym temperatura stopniowo wzrasta od 40 do 80°C. Wilgotność słodu po wysuszeniu wynosi 4-5%.
Następnie słód poddaje się procesowi odkiełkowania, w którym usuwa się korzonki, a następnie jest on polerowany. Proces produkcji słodu odbywa się w słodowniach, które dawniej stanowiły część browarów, natomiast współcześnie są one odrębnymi zakładami (Flaczyk, Górecka, Korczak 2011, Gawęcki i Libudzisz 2016).
Warzenie Piwa
Zasadniczy proces warzenia piwa odbywa się w browarze i obejmuje: przygotowanie brzeczki piwnej, fermentację, leżakowanie, filtrację i rozlew (ewentualnie pasteryzację). Brzeczka jest pożywką dla drożdży, jest ona otrzymywana ze słodu. Brzeczka jest produkowana w warzelni.
Pierwszym etapem w produkcji brzeczki jest rozdrabnianie słodu, którego celem jest przygotowanie go do zacierania. Istotne jest, by podczas tego procesu łuska została zachowana, bowiem jej obecność jest później wymagana w procesie filtracji zacieru. Rozdrabnianie słodu można przeprowadzić dwojako: na sucho i na mokro.
Po rozdrobnieniu słód jest poddawany zacieraniu, w którym zostaje on zmieszany z wodą w odpowiedniej proporcji. Przygotowany zacier jest ogrzewany (45-72°C) celem zapewnienia enzymom warunków działania. Zacieranie ma na celu zhydrolizowanie polimerów obecnych w ziarnie - skrobi i białek poprzez enzymy, które zostały zsyntetyzowane podczas słodowania. Otrzymane w ten sposób niskocząsteczkowe związki mogą być przyswojone przez drożdże. W etapie zacierania uczestniczą enzymy amylolityczne, proteolityczne i hemicelulolityczne (Gawęcki i Libudzisz 2016).
Enzymy posiadają swoje optymalne temperatury działania, więc piwowar, regulując wysokość temperatury, może decydować jakie enzymy są aktywne, a przez to wpływać na skład otrzymanej później brzeczki. Istnieją 2 metody zacierania: metoda infuzyjna zwana jednonaczyniową, w której zacieranie i ogrzewanie zachodzą w jednym zbiorniku, stosowana jest ona w warzeniu piw brytyjskich i metoda dekocyjna, zwana dwunaczyniową, w której porcja zacieru jest przenoszona do innego zbiornika i tam jest ogrzewana, następnie wraca do pierwotnego zbiornika, stosowana w warzeniu piw czeskich i niemieckich (The Beer Connoisseur 2016). Ze względu na mniejszą złożoność metoda infuzyjna jest częściej stosowana.
Otrzymane w wyniku hydrolizy maltoza i inne cukry, peptydy i aminokwasy wchodzą w skład ekstraktu, decydując o dalszym przebiegu procesu produkcji piwa. Zacier jest filtrowany, wówczas brzeczka jest oddzielona od młóta (części nierozpuszczalnej). Filtracja przebiega w kadziach filtracyjnych lub filtrach ramowych, jest procesem wielofazowym z wykorzystaniem wody (Gawęcki i Libudzisz 2016).
Kadź filtracyjna ma dno perforowane lub szczelinowe z otworami odpływowymi. Cząstki stałe z zacieru osadzają się na dnie i tworzą filtr dla brzeczki. Filtrowanie zacieru składa się z trzech etapów. Pierwszy etap polega na podniesieniu temperatury zacieru do 76°C , co zatrzymuje reakcje, a także sprawia, że brzeczka jest mniej lepka i łatwiejsza w obróbce. Następnie brzeczka jest pobierana z dna kadzi filtracyjnej i recyrkulowana, co powoduje, że luźne cząstki ziarna są w naturalny sposób odfiltrowywane przez osiadły materiał stały, co zapewnia większą klarowność brzeczki.
Po przeniesieniu brzeczki pozostałe młóto, które składa się z łusek zbożowych i cząstek pozostałych po zacieraniu. Młóto zostaje następnie przepłukane podgrzaną wodą w celu uzyskania jak największej ilości cukrów z pozostałego ziarna dla brzeczki.
Kolejnym etapem jest gotowanie brzeczki w kotle warzelnym i dodanie chmielu. Chmiel może być dodany na wczesnym etapie gotowania brzeczki, a im dłużej chmiel jest gotowany tym intensywniejsza będzie goryczka. Chmiel można też dodać w środkowym etapie gotowania, dla uzyskania smaku, a także pod koniec dla otrzymania smaku i aromatu.
Celem gotowania jest odparowanie nadmiaru wody, sterylizacja brzeczki, rozpuszczenie składników chmielu nadających piwu goryczkę, wytworzenie barwy i aromatu słodowego i wytrącenie gorących osadów białkowo-garbnikowych. Po zakończeniu gotowania następuje etap wirowania, co dodatkowo klaruje brzeczkę. Usuwane są białka i części stałe chmielu poprzez osadzanie. Następnie za pomocą wymiennika ciepła chłodzi się brzeczkę do temperatury wymaganej do fermentacji. Woda podgrzana przez tę wymianę jest często wykorzystywana przez piwowarów do rozpoczęcia nowego cyklu warzenia (The Beer Connoisseur 2016).
Po schłodzeniu brzeczka zostaje napowietrzona i przekazana do zbiornika fermentacyjnego.
Fermentacja
Najważniejszym etapem produkcji piwa jest fermentacja. Ze względu na rodzaj zastosowanych drożdży wyróżnia się 2 rodzaje fermentacji. Starszy rodzaj, stosowany od starożytności to górna fermentacja, przeprowadzana przez drożdże Saccharomyces cerevisiae w temperaturze 20°C. Po zakończonej fermentacji drożdże utrzymują się na powierzchni piwa. W ten sposób produkowane są piwa słodowe (lekkie i pełne), piwa ciemne gorzkie (ale, pale), piwa jasne o kwaskowatym smaku (niemieckie Gosenier, belgijskie Lambic) i większość piw pszenicznych.
Fermentacja dolna, powszechnie dziś wykorzystywana, jest przeprowadzana przed drożdże S. uvarum, S. pastorianus lub S. carlsbergensis w temperaturze 7-11°C, a po zakończeniu fermentacji opadają one na dno. S. pastorianus jest międzygatunkową hybrydą pomiędzy S. cerevisiae i S. eubayanus . Szczepy drożdży piwnych są fakultatywne beztlenowce - są w stanie rosnąć w obecności lub przy braku tlenu (Stewart 2016). W wyniku dolnej fermentacji otrzymuje się jasne piwa pilzneńskie i ciemne piwa typu bawarskiego. Metoda ta zdominowała przemysł piwowarski.
Niektóre gatunki piw otrzymuje się w wyniku tkz. spontanicznej fermentacji, prowadzanej przez dzikie drożdże pochodzące z otoczenia (Flaczyk, Górecka, Korczak 2011). Fermentacja przeprowadzana jest w kadziach otwartych lub zamkniętych tankach fermentacyjnych i składa się z kilku etapów: zafermentowanie, stadium niskich krążków, stadium wysokich krążków i stadium opadania krążków. Nazwy te dotyczą intensywności procesu fermentacji w poszczególnych fazach. W tankach fermentacyjnych przeprowadzana jest tkz.
W wyniku fermentacji otrzymuje się piwo „zielone”, które następnie przechodzi etap leżakowania. Trwa on kilka do kilkunastu tygodni, zależnie od rodzaju piwa, wówczas piwo leżakuje w temperaturze 0-2°C. Charakterystyczny smak i aromat każdego piwa jest w dużej mierze zdeterminowany przez zastosowany szczep drożdży i skład brzeczki. Zarządzanie drożdżami między fermentacjami jest również krytycznym parametrem warzenia piwa (Stewart 2016). Podczas leżakowania zachodzi wtórna fermentacja, wówczas drożdże odfermentowują pozostałe cukry, następuje też wtedy rozkład niepożądanych produktów ubocznych, powstałych w wyniku fermentacji pierwotnej np. diacetylu (Gawęcki i Libudzisz 2016).
Następnie piwo jest filtrowane i rozlewane do butelek, puszek lub kegów. Piwo może być pasteryzowane przed rozlewem w pasteryzatorze przepływowym, lub po rozlewie, w opakowaniach jednostkowych w pasteryzatorze tunelowym (Gawęcki i Libudzisz 2016).
Dominującym surowcem w produkcji piwa jest ziarno jęczmienia, jednakże znane są też piwa otrzymywane z innych zbóż np. z pszenicy. Piwa te są popularne głównie w Niemczech, w naszym kraju warzy się je głównie w małych, lokalnych browarach przy restauracjach. Są one cenione przez konsumentów ze względu na aromat pszeniczny dużą zawartość dwutlenku węgla, nadającemu temu trunkowi orzeźwiający smak.
Wyprodukowane piwo powinno spełniać określone wymagania fizykochemiczne i organoleptyczne, które są określone w normie PN-A-79098:1995. Piwo jasne powinno cechować się swoistym zapachem, lekko do umiarkowanie chmielowym, bez obcych zapachów. Jeśli jest to piwo filtrowane musi ono być klarowne, pozbawione zawiesin i osadów. Barwa powinna być słomkowo-złocista do ciemnozłocistej. Piwo to powinno być dobrze wysycone dwutlenkiem węgla, wydzielać drobne pęcherzyki, a przy degustacji powinno szczypać język. Smak powinien być swoisty, od lekko do wyraźnie gorzkiego, bez obcych posmaków. Goryczka powinna być łagodna do intensywnie chmielowej.
Przelewając piwo do naczynia degustacyjnego o wysokości ok. 20 cm od dna naczynia piwo powinno tworzyć gęstą pianę, która utrzymuje się co najmniej 3 minuty. Smak piw ciemnych powinien być swoisty, słodowo-chmielowy, pozbawiony obcych zapachów. Barwa piwa powinna być brązowa do ciemno-wiśniowo-brązowej. Wymaganym smakiem jest: słodowy, karmelowy, lekko gorzki, bez obcych posmaków.
Produkcja piwa to złożony proces, który łączy w sobie różnorodne etapy, od uprawy surowców po finalny produkt gotowy do spożycia. Każdy z tych etapów ma swoje unikalne znaczenie i wpływa na ostateczny smak oraz jakość piwa. Proces produkcji piwa zaczyna się od wyboru odpowiednich składników, wśród których kluczowe są woda, słód jęczmienny, chmiel oraz drożdże. Każdy z tych składników odgrywa istotną rolę w kształtowaniu smaku oraz aromatu gotowego piwa.
Wielowiekowa tradycja warzenia piwa, która ma swoje źródła w Mezopotamii, z biegiem lat ewoluowała, dostosowując się do lokalnych zwyczajów i dostępnych surowców. Współczesne podejście do produkcji piwa łączy zarówno tradycyjne metody, jak i nowoczesne technologie, co pozwala na uzyskanie różnorodnych stylów piwa, od lekkich lagerów po intensywne stouty.
Zacieranie
Zacieranie to kluczowy etap w procesie produkcji piwa, który polega na mieszaniu słodu z wodą w odpowiedniej temperaturze. Zacieranie ma na celu uzyskanie ekstraktu, który będzie później fermentowany. W tym procesie enzymy zawarte w słodzie przekształcają skrobię w cukry fermentowalne, co jest niezbędne do dalszych etapów warzenia.
Temperatura zacierania jest niezwykle istotna, ponieważ wpływa na rodzaj i ilość cukrów uzyskanych z ziarna. Woda używana w tym etapie powinna być czysta i dobrze przefiltrowana, aby nie wpłynęła negatywnie na smak piwa. W zależności od zastosowanego słodu i techniki zacierania, możemy uzyskać różne profile smakowe.
Filtracja Zacieru
Po zakończeniu zacierania następuje filtracja zacieru, której celem jest oddzielenie brzeczki od nieodpuszczonych substancji, takich jak wysłodziny. Proces ten trwa około 3 godzin i wymaga precyzyjnego podejścia oraz odpowiednich narzędzi. Filtracja jest kluczowa, ponieważ jakość brzeczki ma bezpośredni wpływ na smak i klarowność piwa.
W tym etapie stosuje się różne techniki, które mogą się różnić w zależności od browaru. Niektóre browary decydują się na użycie filtrów mechanicznych, podczas gdy inne preferują bardziej tradycyjne metody. Bez względu na wybraną metodę, celem jest uzyskanie jak najczystszej brzeczki, która będzie gotowa do gotowania.
Gotowanie Brzeczki
Gotowanie brzeczki to istotny etap, który zazwyczaj trwa od 60 do 70 minut. W tym czasie dodaje się chmiel, co znacząco wpływa na aromat i gorycz piwa. Gotowanie ma na celu nie tylko ekstrakcję olejków eterycznych z chmielu, ale także sterylizację brzeczki, eliminując wszelkie niepożądane mikroorganizmy.
Różne style piwa wymagają różnego podejścia do gotowania. Na przykład, piwa goryczkowe mogą wymagać większej ilości chmielu, podczas gdy piwa o delikatnym smaku będą miały mniej intensywne dodatki. Dobór odpowiednich składników oraz ich właściwe proporcje są kluczowe dla uzyskania pożądanego profilu smakowego.
Fermentacja
Fermentacja to etap, który wprowadza magię w proces produkcji piwa. To właśnie tutaj drożdże przekształcają cukry obecne w brzeczce w alkohol i dwutlenek węgla. Fermentacja trwa od kilku dni do kilku tygodni, w zależności od rodzaju piwa oraz wybranych drożdży. Różne szczepy drożdży wpływają na smak, aromat oraz klarowność gotowego piwa.
Niezbędne jest również monitorowanie temperatury oraz warunków, w jakich zachodzi fermentacja. Optymalne warunki sprzyjają zdrowemu wzrostowi drożdży oraz minimalizują ryzyko wystąpienia niepożądanych smaków. Po zakończeniu fermentacji piwo ma już swoje właściwości alkoholowe i gazowane, co jest podstawą do dalszych procesów.
Dojrzewanie Piwa
Dojrzewanie piwa to proces, który ma kluczowe znaczenie dla uzyskania odpowiedniego smaku i klarowności. Dojrzewanie może trwać od kilku tygodni do nawet kilku miesięcy, w zależności od stylu piwa. W tym czasie piwo stabilizuje się, a jego smak staje się bardziej złożony i harmonijny.
W trakcie dojrzewania zachodzą różne reakcje chemiczne, które wpływają na ostateczny profil smakowy. Niektóre browary stosują dodatkowe składniki, takie jak owoce czy przyprawy, aby wzbogacić smak piwa. Odpowiednie warunki przechowywania są kluczowe, aby piwo mogło w pełni rozwinąć swoje walory smakowe.
Filtracja Piwa Przed Rozlewem
Filtracja piwa to ostatni etap przed jego pakowaniem i rozlewem. Filtracja ma na celu usunięcie resztek drożdży oraz innych osadów, co zwiększa klarowność produktu. Dzięki temu piwo staje się bardziej atrakcyjne i przyjemne dla oka.
W zależności od browaru, stosuje się różne metody filtracji, w tym filtrację mechaniczną i piaskową. Niektóre browary decydują się na minimalną filtrację, co pozwala zachować naturalne składniki i aromaty. Decyzja o stopniu filtracji powinna być zgodna z filozofią browaru oraz zamierzonym stylem piwa. Ostatecznie, piwo musi być gotowe do rozlewu, a jego jakość musi być najwyższa.
Rozlew
Rozlew piwa do butelek to ostatni krok w procesie produkcji. Rozlew wymaga starannego czyszczenia i dezynfekcji butelek, aby uniknąć kontaminacji. Na tym etapie piwo może być gazowane, co wpływa na jego końcowy charakter.
Różne browary stosują różne metody pakowania, w tym butelki, puszki czy kegi. Wybór metody pakowania ma znaczenie dla trwałości piwa oraz jego jakości. Odpowiednie zamknięcie butelki lub puszki jest kluczowe, aby zachować świeżość i smak piwa przez dłuższy czas.
tags: #filtracja #piwa #przed #rozlewem #rodzaje
