Поглощение кислорода в процессе розлива

В ходе розлива необходимо жестко контролировать поглощение кислорода пивом и предпринимать меры по его снижению.

5.3.6.1. В пиве, находящемся в танке для дображивания, содержание кислорода при нормальном ходе дображивания практически равно нулю. Созревшее, выбро-женное пиво перекачивается в танки для «холодного» хранения или стабилизации. Ни для транспортировки пива, ни для создания противодавления в танке CO₂ не используется, и в зависимости от формы танка может поглощаться кислород (0,1-0,3 мг /л), что достаточно много. При недостаточной высоте уровня пива в танке содержание кислорода в нем может повышаться до 3 мг/л, а в трубопроводе медленно снижается лишь после переключения на следующий танк, для чего применяют специальные отводящие пластины. Пребывание частично опорожненного танка под давлением воздуха (которое затем должно снижаться до давления шпунтования) приводит к дополнительному проникновению воздуха в верхние слои пива. Оптимальным является перекачивание пива из танка для дображивания под давлением CO₂.

5.3.6.2. Поглощение кислорода при фильтровании пива. Шланги и трубопроводы,

смешивающий узел и регулятор давления до начала циркуляции пива должны быть деаэрированы путем прокачки воды. Аналогичным образом воздух также необходимо удалить из кизельгурового фильтра, так как в кизельгуре и в воде, используемой для намывки слоев, содержится определенное количество кислорода - около 8 мг/л. Перед фильтром в самой высокой точке трубопровода должно быть предусмотрено отверстие для выпуска воздуха. Деаэрация воды для дозирования и промывания обязательна, и проще всего ее осуществить путем карбонизации, однако лучше использовать вакуумирование и дополнительное внесение CO₂. Существуют специальные установки для деаэрации воды, в которых можно также проводить водоподготовку для разбавления слишком сброженного пива (см. раздел 9.3). Такие установки способны обеспечить содержание кислорода в воде менее 0,05 мг/л.

Воду собирают и охлаждают в специальном резервном танке.

Поглощение кислорода при использовании пластинчатого кизельгурового фильтра немного выше 0,1-0,15 мг/л, а в случае фильтра с коническим днищем в пиво попадает больше кислорода из-за наличия в фильтре «воздушного колпака», слоя воздуха над пивом. В данном случае в качестве защитного газа необходимо применять CO₂. Современные способы фильтрования (например, намывка кизельгура горячей водой, а также стерилизация (см. раздел 4.2.2.4), позволяют удалить кислород в достаточной степени, тем более что перед перекачиванием пива проводится опорожнение и продувка CO₂. Процесс намывки фильтра пивом значительно снижает содержание кислорода в системе, но в применяемом для намывки пиве содержание кислорода повышается. Содержание кислорода в пиве, используемом для вытеснения воды из очищенного фильтра и вымываемого водой после фильтрования, должно доводиться путем интенсивной карбонизации менее чем 0,3 мг O₂/л. Лишь после этого такое пиво может поступать на смешивание. При фильтровании пива переход с пива «первого потока» на «основное» пиво должен осуществляться не по массовой доле CB, а по содержанию кислорода (менее 0,15 мг/л). При неисправности смесителя для пива может происходить подсос воздуха и тем самым увеличение содержания кислорода в пиве.

5.3.6.3. На стадии розлива основным местом обильного поглощения кислорода служит резервуар с пивом. При перекачивании пива в пустой танк оно захватывает воздух, доля которого в потоке пива зависит от его скорости и давления воздуха. В результате установки отражателя из высококачественной стали, а также благодаря применению пластмассовой заслонки или впускного штуцера поглощение кислорода можно снизить с 0,8-1,2 до 0,2-0,4 мг/л. Не следует оставлять пиво в накопительном танке под высоким давлением воздуха на продолжительное время. К установке розлива пиво лучше перекачивать с помощью насоса, а не под давлением воздуха (в последнем случае над пивом не образуется «подушка» из CO₂, защищающая пиво от воздействия воздуха). Отражатель хорошо сочетается с созданием в танке с избыточным давлением разряжения (или противодавления) CO₂; эта операция осуществляется незадолго до открытия впускного крана. Таким образом, благодаря противодавлению требуемое содержание CO₂ (около 95 %) достигается в половине танка. После опорожнения танка с помощью CO₂ газ возвращается в установку регенерации, как и CO₂ из танка для дображивания. С учетом всех рисков пиво можно перекачивать на розлив с содержанием кислорода около 0,05 мг/л.

5.3.6.4. Промывка пива CO₂ в накопительном танке целесообразна в случаях, когда пиво (например, «первый поток») поглотило много кислорода (в начале фильтрования или из-за неконтролируемого его поступления). С помощью мелкопористых металлических свечей (1-2 шт./100 гл) CO₂ барботируют сквозь пиво в течение 7-12 ч до достижения требуемого содержания кислорода. Используемый для карбонизации CO₂ должен иметь степень чистоты в 99,95 %.

5.3.6.5. Аэрация пива при розливе в бутылки. Для поглощения воздуха имеются три возможности: из резервуара установки розлива (кольцевого резервуаре), в ходе собственно процесса розлива и, наконец, из пространства горлышка бутылки.

Поглощение воздуха верхним слоем пива из резервуара установки розлива происходит в результате длительного пребывания в нем пива. Собственно при розливе поглощается существенно большее количество воздуха - на клапанах с наливной трубкой в зависимости от напора и противодавления. В случае длинных наливных трубок поглощение составляет менее 0,1 мг O₂/л, а при высоте напора 100 мм оно составляет около 0,4 мг O₂/л.

При создании в наливной трубке противодавления CO₂, а также благодаря возможности предварительной промывки CO₂ можно получить очень низкое содержание кислорода - менее 0,02 мг/л.

Поглощение кислорода в наливных устройствах с короткой трубкой составляет при давлении розлива 1,2 бар 0,5 мг/л, а при давлении 2,5 бар - 1,4 мг/л.

При розливе через наливные устройства без наливной трубки поглощение кислорода составляет:

При создании противодавления воздухом (2 бара)	1,1-1,6 мг/л
При создании в бутылке противодавления CO₉ (содержание CO₂ в отводимом воздухе около 60 %)	0,5-0,7 мг/л
При вакуумировании и разрежении CO₂ (содержание CO₂ в отводимом воздухе около 90 %)	0,05-0,1 мг/л
При двойном предварительном вакуумировании и разрежении CO₂ (при более высоком содержании CO₂ в отводимом воздухе)	0,02 мг/л

Поглощение воздуха из пространства горлышка бутылки. В стандартной пол-литровой бутылке пространство над жидкостью составляет около 4 %, то есть его объем равен примерно 20 мл. Если розлив пива происходит в бутылки с противодавлением воздуха без образования пены, то в пространстве горлышка бутылки содержится около 16 мл воздуха, то есть 4,5 мг 0₂/бут. или 0,9 мг/л. Этот воздух может диффундировать в пиво и вызвать ряд негативных явлений. Чтобы свести содержание воздуха в горлышке бутылки к минимуму, существует несколько способов, которые вызывают вспенивание пива и удаление воздуха с пеной:

· снижение противодавления или снижение до минимума давления розлива;

· повышение температуры пива в процессе розлива;

· постукивание по бутылке (лучше двумя пружинными клопферами или молоточками);

· ультразвуковое воздействие, при котором образуется пена, состоящая из множества мельчайших пузырьков;

· впрыскивание пива, CO₂ или воды на поверхность напитка в наполняемой бутылке.

Особенно эффективен последний способ, то есть впрыскивание в горлышко бутылки холодной или горячей воды. При его выполнении следует учитывать, что при безупречной работе наливных органов пиво содержит достаточное количество CO₂ (более 4,5 г/л) и обильная шапка иены достигает не только конца горлышка бутылки, но и слегка переливается через край. Потери пива при этом составляют 1-2 мл/бут. При использовании данного способа содержание воздуха можно снизить на 1,0 мл /бут., что для пол-литровой бутылки соответствует 0,42 мл или 0,56 мг 0₂/л. При нормальных условиях в пиве содержится менее 0,4 мг свободного 0₂/л, и в результате общее содержание кислорода оказывается около 1,0 мг/л.

Розлив пива под противодавлением СО₂. При давлении розлива в 2,5 бар содержание CO₂ составляет свыше 70 %; расход CO₂ составляет около 440 г/гл. Как правило, содержание воздуха в пространстве горлышка бутылки удается снизить на 0,3-0,4 мл. При предварительном вакуумировании и создании противодавления CO₂ в бутылке можно достичь содержания CO₂ более 90 %. При этом расход CO₂ составляет около 150 г/гл. В результате содержание воздуха в пространстве горлышка бутылки может быть снижено на 0,2-0,3 мл.

При использовании двойного предварительного вакуумирования содержание CO₂ в пространстве горлышка бутылки составляет практически 100%. При этом становится излишним шприцевание горячей водой, однако требуется 300-400 г СO₂/гл. Удаление пива из трубки возврата воздуха и ввод CO₂ в пространство горлышка бутылки для корректировки высоты налива определяет содержание воздуха в горлышке, составляющее 0,1-0,15 мг/л. Применение длинных наливных трубок с предварительной промывкой CO₂ позволяет отводить незначительные остатки воздуха и, таким образом, снизить содержание воздуха в пространстве горлышка.

При розливе более 60 тыс. бут./ч в результате действия центробежной силы на выходе из установки розлива происходит «наклон» поверхности пива, которая при возвращении в горизонтальное положение вновь высвобождает воздух. В данном случае положительно сказывается транспортировка бутылки к выпускному отверстию с помощью большой звездочки.

Общее содержание кислорода в бутылке не должно превышать 0,20 мг/л и складывается из начального содержания (0,05 мг/л), поглощения при розливе (0,05 мг/л) и содержания воздуха в пространстве горлышка (0,1 мг/л). В результате сбоев в работе установки розлива или укупорки содержание кислорода в пиве может значительно повыситься, и такое пиво необходимо вывести от общего потока и переработать с остаточным пивом. Это требует тщательного контроля на кислород с помощь самопишущего газоанализатора, который рекомендуется устанавливать в контрольных точках трубопровода.

Розлив с противодавлением азота по сравнению с дорогостоящим CO₂ несколько дешевле. Азот может также использоваться в качестве защитного газа. Хранить азот следует при температуре 77 К (-196 °С) и атмосферном давлении. 1 кг CO₂ занимает 0,554 м³, а 1 кг азота - 0,872 м³. При использовании азота необходимо учитывать, что под действием разности парциальных давлений и CO₂он выделяется из пива и скапливается в верхней части танка. Это может привести (например, при избыточном давлении в 1,8 бар в течение 48-72 ч) к потерям CO₂ в 0,1-0,2 г/кг пива. Качество пива при продаже пива в розлив с противодавлением N₂ и CO₂ одинаковое, но при хранении в течение примерно 6 мес. в пиве, разлитом с CO₂, обнаруживается незначительное старение, выявляемое органолептически и аналитически.

5.3.6.6. Поглощение кислорода при розливе в банки несколько выше, чем при розливе в бутылки, так как зачастую применяются однокамерные наливные устройства (без наливной трубки), а предварительное вакуумирование алюминиевых банок дает низкое разрежение (20 %). Удаление воздуха из верхней части банки, несмотря на образование шапки пены и скапливание CO₂ иод крышкой, осуществить несколько проще, чем у бутылок. При определенных обстоятельствах может возникать недолив. Необходимо учитывать, что в установке розлива для создания противодавления в банке должен использоваться CO₂, а его применение для предварительной промывки дает дополнительный эффект.

5.3.6.7. Поглощение кислорода при розливе в кеги несмотря на небольшую поверхность контакта пива с воздухом иногда достаточно велико. Возможными причинами попадания кислорода в пиво могут быть отсутствие в установке розлива в кеги разделения пространства для пива, прямого и обратного воздуха; собственно розлив при слишком высоком давлении, разбрызгивание пива (вследствие дефектов наливного органа) или его турбулентность из-за слишком высокой скорости розлива. Хорошо зарекомендовали себя наливные органы, заполняющие кег сначала медленно, а затем, после достижения пивом определенного уровня, выходящие на полную мощность. Розлив в кеги следует проводить под противодавлением CO₂. В результате стерилизации паром удаляется кислород воздуха; создание противодавления CO₂ может осуществляться вместе с предварительной промывкой. Таким образом, содержание кислорода в заполненном кеге составляет менее 0,1 мг/л.

5.3.6.8. Средний расход CO₂ (кг/гл) составляет:

Опорожнение лагерного танка	0,40*
Промывка трубопроводов, фильтрование	0,40
Напорный танк	0,45**
Создание противодавления при розливе в бутылки без предварительного вакуумировании	0,40
С предварительным вакуумированием	0,20
С двойным предварительным вакуумированием	0,40
Розлив в кеги, промывка, создание противодавления	0,60
Розлив в бочки	0,70
Промывка унитанка	0,50*
Полная карбонизация	0,60
Корректировка карбонизации	0,15

* С возможностью регенерации CO₂.

** При создании давления в танке отводимый CO₂ может регенерироваться (в таком случае потерн минимальны, если опорожненный напорный танк подвергается кислотной мойке, а отведенный CO₂ используется при наливе для создания противодавления в танке). Расход CO₂ зависит от размера опорожняемого тапка, продолжительности эксплуатации фильтра, размера бутылки и кега. Для розлива в бутылки из тапка для дображивания требуется получить около 1,7 кг СO₂/гл.