Практика главного брожения

Устройство и оборудование отделения главного брожения

Цех брожения располагается в отдельном охлаждаемом помещении вблизи варочного цеха. Температура воздуха в бродильном отделении - 6-8 ºС, влажность - не более 75 %, содержание диоксида углерода - не более 0,1 %. Охлаждение воздуха в бродильном отделении осуществляют с помощью воздухоохладителей - ребристых батарей, установленных в отдельном помещении. Воздух охлаждается циркулирующим в трубах рассолом. Из цеха брожения вентилятором воздух нагнетается в холодильную камеру, проходит через батарею и охлажденным и осушенным возвращается в цех. Этот способ обеспечивает не только эффективное охлаждение, но и хорошую вентиляцию. По другому способу воздух охлаждается при помощи прикрепленных к потолку холодильников: ребристых или гладкотрубных. При этом в помещении необходима приточно-вытяжная вентиляция для удаления влаги и СО₂.

Полы, стены, потолки покрывают теплоизоляцией. Пол должен иметь уклон для стока.

Главное брожение проводят в открытых и закрытых бродильных аппаратах. Открытые аппараты изготавливают прямоугольной формы из железобетона или стали. Внутреннюю поверхность бродильных чанов покрывают пивной смолкой или эпоксидными смолами. В боковой стенке аппарата на высоте 10-15 см имеется патрубок для слива молодого пива, а в днище - патрубок для удаления дрожжей. Внутри имеется змеевик для отвода теплоты брожения.

Чаще всего для сбраживания применяют закрытые горизонтальные и вертикальные бродильные аппараты. Самыми распространенными являются горизонтальные цилиндрические аппараты (рис. 20).

Рис. 20. Бродильный аппарат:

1 - кран; 2 - люк; 3 - пробоотборник; 4, 6, 7 - штуцеры; 5 - предохранительный клапан

Аппараты изготавливают из алюминия и стали. Алюминиевые не требуют покрытия. Вместимость стандартных аппаратов 7,2-44,7 м³, а диаметр 1,8; 2,0; 2,4 м. Для отвода теплоты брожения внутри аппарата установлен змеевик. На патрубке для наполнения и опорожнения танка имеется штуцер для присоединения пивных шлангов и кран 1. Аппарат снабжен люком 2, краном 3 для отбора проб, штуцерами 4 и 6 для установки шпунт-аппарата и 7 для присоединения монометра, а также предохранительным клапаном 5.

Бродильные аппараты могут располагаться в 1 и 2 яруса.

Ведение главного брожения

Заполнение аппарата и введение семенных дрожжей

Сусло охлаждают до начальной температуры брожения, которая зависит от режима сбраживания и применяемой на заводе расы дрожжей. Для отечественных рас (11, 776 и др.) применяют холодное сбраживание при температуре 5-8 ºС, а для некоторых рас (34, 308 и др.) - теплое при температуре 7-12 ºС.

На патрубок в бродильном аппарате надевают сливной стакан и подают сусло в таком количестве, чтобы оно покрыло дно аппарата. Задают подготовленные семенные дрожжи из расчета 0,4-0,6 дм³ на 10 дал сусла или 14-20 млн. клеток на 1 см³. Норму засева дрожжей варьируют в зависимости от концентрации сусла (при высоком содержании экстракта норму увеличивают), температуры брожения (при холодном режиме норма выше), желаемой продолжительности брожения (чем выше норма, тем быстрее идет брожение). Норму засева можно повышать до 3-4 дм³/гл. Однако очень высокая концентрация дрожжей может стать причиной появления в пиве дрожжевого привкуса, резкой горечи и постороннего аромата. Дрожжи задают в бродильный аппарат вручную (старые заводы) или с помощью насосов. На современных заводах дрожжи задают под давлением в ток сусла, что способствует быстрому разбраживанию. Перед внесением в бродильный аппарат семенные дрожжи заливают холодным суслом в соотношении 1:2, перемешивают и выдерживают 1-3 часа. Можно использовать способы активации дрожжей: их тепловую обработку (смешивают с суслом и выдерживают 15-20 минут при температуре 13-17 ºС), аэрацию (смешивают с молодым пивом и аэрируют 35-40 минут).

Для активной жизнедеятельности дрожжей современный рынок предлагает дрожжевые подкормки, которые содержат витамины, минеральные и ростовые вещества: Алкотен, Истекс, Хай-Вит, GF, Истлайф Экстра и др. Препараты подразделяются на минеральные и комплексные. Минеральные вносят в сусло за 10-15 минут до конца кипения, а комплексные - в холодное сусло.

При наличии в бродильном цехе чана для предварительного разбраживания дрожжи вносят в сусло первой варки, доливают последующими варками до полного объема, разбраживают 18-24 часа и перекачивают в бродильный чан.

Ход главного брожения

Главное брожение протекает в 4 стадии, которые различаются по внешнему виду поверхности сбраживаемого сусла и интенсивности брожения.

Первая стадия называется забелом. Она характеризуется нежно-белой пеной. Продолжается забел 1-1,5 суток и характеризуется интенсивным размножением дрожжей. Наблюдается ежедневное снижение экстракта на 0,2-0,5 %.

Вторая стадия - стадия низких завитков. Характеризуется интенсивным выделением пузырьков СО₂ и образованием густой компактной пены с завитками желто-коричневой окраски, которая появляется в результате выделения и окисления хмелевых смол. Экстрактивность сусла снижается на 1 % в сутки. Продолжительность стадии 2-3 суток.

Третья стадия - стадия высоких завитков. Интенсивность брожения максимальная со снижением экстракта сусла на 1-1,5 % в сутки. Интенсивно выделяются пузырьки СО₂. Пена становится рыхлой, завитки достигают максимальной величины, и их кончики приобретают коричневую окраску. Продолжительность стадии 3-4 суток.

Четвертая стадия - стадия опадания завитков. Пена опадает, завитки исчезают, и поверхность пива остается покрытой тонким слоем опавшей пены коричневого цвета - декой. Размножение дрожжей прекращается, они оседают, и пиво осветляется. Экстрактивность сусла снижается на 0,2-0,5 % в сутки. Стадия продолжается 2 суток.

Активное осветление пива в конце главного брожения связано с хлопьеобразованием дрожжей. В этом процессе важную роль играет рН среды. На первых стадиях брожения при активном размножении и высоких значениях рН дрожжевые клетки имеют отрицательный заряд. К концу брожения, когда рН снижается до 4,6-4,2, клетки приобретают положительный заряд и соединяются с отрицательно заряженными белковыми веществами сусла, что влечет за собой интенсивное выпадение осадка и осветление пива.

При главном брожении 2-3 раза в сутки измеряют температуру и 1 раз - массовую долю экстракта с помощью сахарометра. Необходимую температуру поддерживают путем подачи хладагента (рассола, гликоля, переохлажденной воды) в змеевик или наружные охлаждающие пояса. Максимальная температура достигается примерно на 3-4 день брожения, и ее поддерживают на этом уровне 1-2 дня. Затем молодое пиво охлаждают со скоростью 1 ºС в сутки. Более интенсивное охлаждение может привести к преждевременному оседанию дрожжей. Запоздалое охлаждение приводит к переброду. В этом случае наблюдается недостаточное насыщение пива диоксидом углерода при дображивании.

Ориентировочный график брожения представлен в таблице 6.

Таблица 6

График брожения

Дни брожения	«Жигулевское»	«Московское»	«Портер»
темпера-тура, ºС	экстракт, %	темпера-тура, ºС	экстракт, %	темпера-тура, ºС	экстракт, %
	5,0	11,0	5,0	13,0	7,0	20,0
	5,5	10,6	6,0	12,5	8,5	19,0
	6,3	9,7	7,0	11,2	9,0	16,5
	7,5	8,3	8,0	9,5	9,0	14,3
	7,5	6,2	8,0	7,5	9,0	12,4
	6,5	4,9	7,0	6,2	9,0	11,2
	4,5	4,4	6,0	5,3	9,0	10,2
			4,5	4,9	8,5	9,5
					6,5	8,9
					5,0	8,7

Главное брожение заканчивается по достижении определенной степени сбраживания, индивидуальной для каждого сорта пива. Степень сбраживания - отношение количества сброженного экстракта к экстракту сусла, выраженное в процентах. Сахарометром определяют видимый экстракт (при наличии в пиве спирта и СО₂). После отгонки спирта в пиве замеряют действительный экстракт. Видимый экстракт меньше действительного, поэтому видимая степень сбраживания больше действительной. Степень сбраживания для различных сортов пива представлена в таблице 7.

Таблица 7

Степень сбраживания различных сортов пива

Наименование пива	Экстрактивность начального сусла, %	Видимый экстракт, в конце брожения, %	Степень сбраживания
видимая	действительная
«Жигулевское»	11,0	4,5-4,0	59,1-63,6	49,6
«Рижское»	12,0	4,2-3,9	65,0-67,5	55,0
«Московское»	13,0	4,7-4,9	63,8-66,9	51,9
«Ленинградское»	20,0	6,8-6,5	66,0-67,5	55,6
«Украинское»	13,0	5,6-5,0	56,9-61,5	47,5
«Мартовское»	14,5	5,8-5,5	60,0-61,1	50,0
«Портер»	20,0	8,8-8,3	56,0-58,5	46,3

Для нормального протекания дображивания в молодом пиве должно оставаться не менее 1 % сбраживаемых сахаров.

Продолжительность главного брожения пива с экстрактивностью начального сусла 11-13 % составляет 7 суток и 8-10 суток для более плотных сортов.