Filtracja Zacieru: Przemysłowy Proces Produkcji Piwa i Wódki
- Szczegóły
Proces produkcji wódki i piwa jest wieloetapowy i wymaga spełnienia szeregu kryteriów oraz przejścia rygorystycznych testów. Zanim gotowy produkt trafi do sprzedaży, kluczowe jest odpowiednie przygotowanie zacieru i jego filtracja.
Zacieranie: Podstawa Produkcji
Zwyczajowo wódkę wytwarza się z żyta, pszenicy, jęczmienia, ziemniaków, kukurydzy lub dowolnej kombinacji tych zbóż albo warzyw. To jest najważniejszy etap, bowiem jakość i dobór składników decyduje o klasie i smaku produktu końcowego. W kolejnym etapie do wybranego surowca lub surowców dolewa się czystej wody, składniki są mieszane i podgrzewane. W tym procesie powstaje tzw. zacier.
Zacier zawiera aktywne enzymy, które rozkładają skrobię ze zbóż lub warzyw i wytwarzają cukry fermentujące. Jeżeli ilość enzymów jest niewystarczająca dodaje się cukier lub melasę. Trzeba pamiętać, że to drożdże produkują alkohol, a do produkcji alkoholu niezbędny jest cukier. Słodowane ziarna pszenicy lub jęczmienia są bogate w naturalne enzymy. Czas i temperatura, w jakiej powstaje zacier, zależy od producenta i receptury.
Zapobieganie pojawianiu się bakterii podczas procesu fermentacji jest bardzo ważne. Zacier jest sterylizowany przez podgrzanie go do temperatury wrzenia. Zacier przelewa się do dużych kadzi ze stali nierdzewnej. Kadzie muszą być czyste i odkażone, by nie doszło do zanieczyszczeń, a w konsekwencji zmiany smaku i aromatu zacieru.
Do zacieru dodawane są drożdże. Drożdże początkowo potrzebują tlenu do wzrostu i rozpoczęcia fermentacji, ponieważ wytwarzają materiał komórkowy w postaci lipidów z tlenu. Po wstępnym etapie tlen nie jest już pożądany, dlatego kadź szczelnie się zamyka, by alkohol wytwarzany był bez powietrza. Zacier fermentuje w takich warunkach od kilku dni do kilku tygodni. Podczas fermentacji konieczne jest stałe, precyzyjne monitorowanie temperatury. Zbyt wysoka temperatura spowoduje, że drożdże przestaną pracować, a zbyt niska może spowodować, że proces będzie się opóźniał.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Po zakończeniu fermentacji, producenci wódki odcedzają sfermentowany płyn od ciał stałych. Resztki ziaren lub warzyw mogą posłużyć jako wartościowa pasza dla zwierząt. Po tym etapie przechodzi się do bardzo ważnego stadium, jakim jest destylacja.
Zacieranie w produkcji piwa
Przez proces zacierania rozumie się zmieszanie śruty z wodą o określonej temperaturze pozwalające w efekcie działania enzymów na przeprowadzenie substancji nierozpuszczalnych w wodzie w składniki rozpuszczalne. Obecnie w browarach najczęściej stosuje się zacieranie infuzyjne. W tym przypadku całość zacieru jest podgrzewana i mieszana w jednym urządzeniu zwanym kadzią zacierną. W przeszłości stosowano kadzie zacierne z miedzi, ponieważ charakteryzuje się ona dobrą przewodnością cieplną. Obecnie jest ona zastępowana przez stal chromoniklową. Zaletami takiej kadzi jest obniżenie kosztów produkcji oraz możliwość zastosowania systemu mycia CIP. Urządzenie jest ogrzewane najczęściej za pomocą płaszcza grzejnego z wykorzystaniem gorącej pary wodnej pod ciśnieniem 2-3 bar i wyposażone jest w mieszadło mieszające zacier.
Ważne jest aby dobrze zwymiarować prędkość mieszania i nie przekroczyć 2 m/s na obwodzie. Pozwala to uniknąć sił ścinających, które mogą powodować deformacje małych cząstek znajdujących się w zacierze, szczególnie w warstwie granicznej. Zwymiarowane mieszanie pozwala także uniknąć zbyt mocnego napowietrzania zacieru. Warto dodać, że kocioł zacierny wyposażony jest w przedzaciernik, jest to urządzenie gdzie śruta i woda są ze sobą dokładnie mieszane podczas dozowania.
Zacieranie odbywa się przez podgrzewanie i utrzymywanie określonej temperatury optymalnej dla określonego enzymu:
- 45 - 50oC przerwa białkowa i β-glukanowa - działanie enzymów proteolitycznych oraz endo-β-glukanazy;
- 62 - 65oC przerwa wytwarzania maltozy - działanie β-amylazy;
- 70 - 75oC przerwa scukrzania - działanie α-amylazy;
Pod koniec zacierania przeprowadza się próbę jodową z 0,02 n roztworem jodu (wodny roztwór jadu i jodku potasu). Wykorzystuje się tutaj barwną reakcję między skrobią i dekstrynami a jodem. Pierwiastek ten łatwo łączy się z helikalną strukturą amylozy tworząc cząstkę o nazwie klatratem, który daje zabarwienie granatowoczarne. Z amylopektyną natomiast jod daje zabarwienie niebieskofioletowe, a z dekstrynami graniczne od czerwonego do brązowego.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Filtracja Zacieru: Kluczowy Etap Oczyszczania
W dalszej produkcji piwa istotne są tylko substancje, które przeszły do zacieru podczas zacierania. Wodny roztwór substancji ekstraktu nazywa się brzeczką. Istotą procesu filtracji jest rozdzielenie brzeczki od wysłodzin czyli wszystkich nie rozpuszczonych substancji zacieru.
Filtracja zacieru odbywa się na kadziach filtracyjnych albo na filtrze zaciernym.
Kadź Filtracyjna
Kadź zacierna jest bardziej rozpowszechniona w browarach, zbudowana jest ze stali chromoniklowej, na dnie posiada sito oraz jest izolowana ze wszystkich stron w celu uniknięcia start ciepła.
Pierwszym etapem jest wypchnięciem powietrza spod dnia sitowego za pomocą gorącej wody. Następnie przepompowuje się zacier do kadzi filtracyjnej, od dołu, równomiernie rozmieszczając. Pozwoli to dobrze wyekstrahować pozostałości ekstraktu z wysłodzin. Gdy cały zacier zostanie przepompowany wysłodziny osadzają się, a brzeczka przednia zbiera się ponad nimi. Wysłodziny stanowią naturalną warstwę filtracyjną.
Następnie spuszcza się część brzeczki, która jest mętna i zawraca. Gdy klarowność brzeczki następuje spływ przedniej brzeczki, której stężenie we wszystkich miejscach jest jednakowe. Spływ przedniej brzeczki prowadzi się do momentu pojawienia się wysłodzin w brzeczce. Wtedy zaczyna się etap wysładzania. Polega ona na ługowanie wysłodzin wodą o określonej temperaturze, najlepiej ok. 78 oC, ponieważ wtedy mogą zadziałać α-amylazy i kontynuować scukrzanie. Należy pilnować, aby woda, którą się wysładza nie miała zbyt niskiej temperatury, bo to może doprowadzić do podwyższenia lepkości roztworu.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Proces wysładzania traw najczęściej aż w kotle zostanie osiągnięte odpowiednie stężenie brzeczki. Niskoprocentową brzeczkę, która spływa z filtra nazywa się cienkuszem. Osiąga on zazwyczaj ok. 0,5-1 % ekstraktu. Po spłynięciu cienkuszu następuje usunięcie młóta.
Gotowanie i Dalsze Etapy Produkcji Piwa
Głównym celem gotowania brzeczki jest wyekstrahowanie substancji zawartych w chmielu - substancji goryczkowych oraz aromatycznych. W czasie tego procesu technologicznego zachodzą też inne zmiany, które mają istotne znaczenie: wytwarzanie i wytrącenie związków białkowo-garbnikowych, zmiana zawartości DMS, sterylizacją brzeczki, zniszczenie enzymów, odparowanie nadmiaru wody.
Brzeczka jest gotowana przez 60-70 minut. Obecnie w browarnictwie stosuje się granulat lub ekstrakt chmielowy, rezygnując z szyszek chmielowych. Pozwala to otrzymać jednorodny jakościowo produkt i w większym stopniu wykorzystać substancje goryczkowe.
Po procesie gotowania brzeczka kierowana jest na whirlpool w celu oddzielenia osadów gorących od brzeczki. Kolejnym etapem jest chłodzenie brzeczki, ponieważ drożdże mogą przeprowadzać fermentacje w określonych temperaturach.
Do odpowiednio natlenionej brzeczki dodaje się odpowiedni szczep drożdży. Fermentacje przeprowadza się w otwartych kadziach fermentacyjnych lub tankofermentorach, zwanych inaczej unitankami. Te pierwsze często można spotkać w starczych lub mniejszych browarach. Podczas fermentacji w takich kadziach piwo ma bezpośredni kontakt z powietrzem, dlatego istnieje niebezpieczeństwo zakażenia piwa mikroorganizmami unoszącymi się w powietrzu. Obecnie, szczególnie w dużych browarach, stosuje się cylindryczno-stożkowe tanki.
Przez cały przebieg fermentacji zbierany jest dwutlenek węgla i magazynowany. W późniejszym etapie jest wykorzystywany do karbonizacji piwa. Piwo znajdujące się w tankach leżakowych podlega dojrzewaniu. W tym czasie dochodzi do końcowego odfermentowania oraz nasyceniem dwutlenkiem węgla poprzez drożdże, które nadal znajdują się w młodym piwie.
Filtracja Piwa i Pasteryzacja
Kolejnym etapem w produkcji piwa jest filtracja. Celem tego procesu jest usunięcie z piwa komórek drożdży i innych zawiesin aby otrzymany produkt był klarowny. Do filtracji w mniejszych lub starczych browarach stosuje się kartonowe filtry namułowe. W większych browarach stosuje się świecowy filtr namułowy. Po filtrze świecowym piwo trafia na filtr PVPP, który zapewnia stabilność koloidalną piwa.
Przed rozlewem piwo przechodzi przez proces pasteryzacji, która ma zapewnić trwałość mikrobiologiczną piwa. Najbardziej wydajną metodą jest pasteryzacja w przepływie z wykorzystaniem płytowego wymiennika ciepła, gdzie piwo po pasteryzacji służy do podgrzewania zimnego piwa, natomiast zimnie piwo przed pasteryzacją służy do ochłodzenia piwa po procesie termicznym. Piwo zostaje podgrzane do 68-72oC i utrzymuje się przez 50 sekund.
W browarze piwo może być rozlewane do kegów o pojemności 50 i 30 litrów, puszek o pojemności 5 litrów, puszek o poj. 0,5 litra oraz szklanych butelek o pojemnościach 0,66 , 0,5 i 0,33 litra.
tags: #filtracja #zacieru #proces #przemysłowy
