Тема 13. ОТХОДЫ ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
И ИХ УТИЛИЗАЦИЯ
К отходам пивоваренного производства относятся:
- отходы полировки солода и очистки ячменя;
- пивная дробина;
- хмелевая дробина;
- белковый отстой;
- остаточные дрожжи;
- диоксид углерода.
Отходы полировки солода и очистки ячменя
Отходы при очистке зернопродуктов содержат измельченный эндосперм, частицы оболочки, солодовую пыль и используются на корм скоту. Кормовая ценность составляет 0,7-0,8 корм.ед. Отходы собирают на крупных заводах в бункеры, а на небольших предприятиях - в мешки. Допускается повторное использование отходов полировки при затирании в количестве 5 % к засыпи.
Пивная дробина
Остающаяся после разделения затора пивная дробина имеет следующий химический состав (табл. 12).
Таблица 12
Состав пивной дробины
| Вещества | Содержание, % | |
| в сырой дробине | в сухих веществах дробины | |
| Вода | 76,3 | - |
| Сырой белок | 6,63 | 28,0 |
| Сырой жир | 1,7 | 8,2 |
| Безазотистые экстрактивные вещества | 9,72 | 41,0 |
| Клетчатка | 5,1 | 17,5 |
| Зола | 1,2 | 5,2 |
| Общая калорийность | 114,6 | 483,4 |
Пивная дробина является ценным кормом для животных. Питательные вещества дробины легко усваиваются. Кормовая ценность сырой дробины 0,17-0,23 корм.ед. Чаще всего дробина реализуется на корм животным в сыром виде. Дробина благоприятно воздействует на пищеварение, поэтому при введении ее в кормовой рацион повышает прирост скота и удои.
Реализация сырой дробины связана с рядом трудностей: она быстро закисает (срок хранения не более 24 часов); высоки транспортные расходы на ее доставку. Для увеличения сроков хранения дробину сушат и подвергают силосованию.
Сушка позволяет решить проблему хранения и транспортировки дробины, а также повышает ее кормовую ценность до 0,80-0,82 корм.ед. Дробину сушат на барабанных газовых сушилках и вальцовых вакуумных сушилках при температуре не более 60 ºС. Более высокие температуры превращают белок дробины в неперевариваемую форму. Для снижения энергозатрат перед сушкой дробину прессуют до влажности 60 %, однако при этом из нее удаляют часть питательных веществ (сахара, аминокислоты).
Силосуют дробину в бетонных силосах, подвергая ее спонтанному или с добавлением специальных бактерий молочнокислому брожению. При брожении повышается усвояемость белковых веществ дробины. Основной недостаток силосования состоит в необходимости транспортирования больших количеств влажной пивной дробины к местам силосования, значительно удаленных от пивоваренного завода.
Дробину консервируют NаСl. Срок хранения ее повышается до 3-4 дней при концентрации соли 1 %, а при добавлении NaCl до 3 % дробина остается свежей в течение 8-10 дней. В качестве консервантов дробины используют также пропионовую и муравьиную кислоту и их смесь (1 % к массе дробины).
Из дробины получают комбинированные корма. Сначала ее частично обезвоживают на центрифуге, а затем добавляют к ней остаточные дрожжи и белковый отстой.
Пивную дробину используют в качестве питательной среды при выращивании плесневых грибов-продуцентов ферментов.
Разработаны способы выделения из дробины белка. Один из них предусматривает обработку ее раствором щелочи с последующим осаждением белка. Белок выделяют из дробины смесью уксусной кислоты и мочевины, трифторуксусной кислотой и др.
В настоящее время пивную дробину используют в качестве натурального источника балластных веществ как добавку в пищевые продукты: хлеб, печенье, кексы, соусы, сыр.
Хмелевая дробина
Из 1 кг хмеля образуется около 4 кг хмелевой дробины. По химическому составу она близка к луговому сену, однако на корм скоту сама по себе не используется из-за очень горького вкуса. Ее можно утилизировать в качестве добавки к солодовой дробине. Исследованиями польских ученых доказано, что добавка в рацион коров хмелевой дробины повышает удои молока на 50 %. Хмелевую дробину можно использовать в качестве удобрения или сжигать в топках.
Белковый отстой
Белковый отстой состоит из скоагулированных высокомолекулярных белков, белково-дубильных комплексов, хмелевых смол, минеральных веществ и липидов. Химический состав колеблется в следующих пределах (на сухое вещество): 50-65 % - белок; 15-20 % - горькие вещества; 7,5-10,0 % - дубильные вещества; 10-20 % - безазотистые органические вещества; 3-5 % - зола. Белковый отстой имеет высокую питательную ценность, но очень горький, поэтому используется на корм скоту только в смеси с солодовой дробиной. Его собирают в специальный сборник с обогревом для устранения возможности инфицирования, а затем перекачивают в заторный котел перед передачей затора на фильтрование или непосредственно на слой дробины в фильтрационный аппарат после спуска первого сусла. При таком способе снижаются потери сусла, ускоряется фильтрование за счет разрыхления фильтрующего слоя, а также повышается кормовая ценность дробины.
Разработаны способы получения гидролизатов белкового отстоя с помощью минеральных кислот или ферментных препаратов. Гидролизаты богаты аминокислотами и положительно влияют на накопление биомассы дрожжей при их выращивании, а также интенсифицируют процесс сбраживания пивного сусла.
Белковый отстой без подработки используют в качестве корма для рыб в прудовом хозяйстве.
Остаточные пивные дрожжи
К остаточным относятся излишние семенные дрожжи, дрожжи, утратившие бродильную активность, и дрожжи после дображивания. Остаточные дрожжи содержат богатый набор питательных и биологически активных веществ. Белки составляют 50-70 % сухого вещества дрожжей. При этом 10 % общего азота дрожжей приходится на долю низкомолекулярных соединений. Более 70 % липидов дрожжей приходится на ненасыщенные жирные кислоты. Липиды содержат фосфатиды - лецитин и нефалин, а также провитамин эргостерол, который превращается при облучении ультрафиолетовыми лучами в витамин Д2. Богаты дрожжи витаминами группы В. Зола дрожжей содержит около 50 % фосфатов.
Остаточные дрожжи являются ценным кормом как сами по себе, так и в качестве дополнительного компонента к другим кормам. На некоторых заводах их смешивают с солодовой дробиной. Дрожжи могут быть использованы и в питании человека. Однако они очень горькие и содержат большое количество нуклеиновых кислот, при расщеплении которых образуется мочевая кислота, что приводит к мочекаменной и желчекаменной болезни. Суточное количество дрожжей, которое можно употреблять в пищу, не должно превышать 30 г.
Обезгорчивают дрожжи путем обработки их карбонатом, бикарбонатом или хлоридом натрия с дальнейшей промывкой водой.
Снизить концентрацию нуклеиновых кислот позволяет выдержка дрожжей 5-6 секунд при температуре 68 ºС. При этом нуклеиновые кислоты расщепляются нуклеазами.
Остаточные дрожжи могут повторно использоваться в производстве пива для улучшения азотистого состава сусла. Их можно вносить в затор в количестве 1-6 % к засыпи. При этом повышается выход экстракта в варочном цехе и сокращается продолжительность главного брожения. Положительный эффект от использования остаточных дрожжей повышается, если вместо дрожжей вносить при затирании их автолизат. Автолиз дрожжей проводят при температуре 50 ºС в течение 18-22 часов. Автолизат вносят в количестве 10-12 % к массе воды, идущей на затирание. Применяют также и ферментативные гидролизаты дрожжей. По одному из способов получения гидролизата дрожжи обрабатывают Амилоризином П10Х (0,1-0,3 % к массе дрожжей) при температуре 50 ºС в течение 4-6 часов.
Дрожжи являются одним из лучших естественных источников витаминов группы В. Они содержат также гормональные и ростовые вещества. Из дрожжей получают сухие обезгорченные дрожжи по следующей технологии.
Дрожжи из аппаратов главного брожения перекачивают в сборник дрожжей, находящийся в отделении приготовления сухих дрожжей. Далее их разбавляют водой 1:4, перемешивают 10-15 минут и отстаивают 30-40 минут. Воду декантируют, а дрожжевую суспензию через вибросито перекачивают в сборник для обезгорчивания. Обезгорчивание проводят с помощью NaHCO3 или NaCl. Для этого в суспензию вносят бикарбонат до концентрации 0,10-0,15 %, выдерживают смесь 30-40 минут и сепарируют. Вновь обрабатывают дрожжи NaHCO3, сепарируют и передают в сборник, где их отмывают от бикарбоната. С этой целью дрожжи разбавляют водой 1:4 и выдерживают при постоянном перемешивании 30-40 минут. После отстаивания воду сливают, а дрожжи сепарируют и передают на сушку.
Сушат дрожжевую суспензию на дрожжевых сушилках или на сушильно-дробильном агрегате. При использовании распылительных сушилок дрожжи сразу получаются порошкообразными. Если используют сушильно-дробильный агрегат, то сначала дрожжи сушат на вальцовой сушилке, а затем дробят на молотковой дробилке. Физико-химические показатели дрожжей согласно стандарту должны быть следующими:
- ощущение горечи - без привкуса горечи;
- влажность, % - не более 9;
- зольность, % - не более 10;
- содержание белковых веществ, % - не менее 48;
- содержание витамина В1, мг % - не менее 10;
- содержание витамина В2, мг % - не менее 3.
Остаточные пивные дрожжи применяются в фармакологической и косметической промышленности. Специальными способами обработанные дрожжи применяют в качестве обогащающей добавки при производстве хлеба, кондитерских изделий, ветчины.