Учебное пособие: Технологические расчеты в бродильных производствах

3. Для охмеления сусла использовали сорт хмеля «Шпальт» с содержанием α–кислот 4,6% в коли­честве 32 г/дал. Сколько хмеля сорта «Теттнанг» с содержанием α–кислот 3,5% потребуется для охмеления 500 гл этого же сусла?

4. Горечь сусла составляет 1,49 г/дал. Сколько потребуется внести прессованного хмеля сорта «Каскад» с содержанием α–кислот 6% и влажностью 11% для охмеления 350 дал сусла?

5. Как изменится расход прессованного хмеля в условиях задачи 4, если 30% его будет заменено гранулированным хмелем с содержанием α–кислот 3,5% и влажностью 6,5%?

6. Горечь сусла составляет 1,24 г/дал. Сколько СО2–экстракта с содержанием α–кислот 12% необходимо внести на 1 дал сусла, если прессованный хмель заменяется экстрактом на 20%?

1.3. Вода

В пивоваренном и солодовенном производстве вода также является сырьем. Она используется для мойки, замачивания и увлажнения ячменя, на приготовление затора и выщелачивание пивной дробины, на мойку оборудования и тары и т.д. От качества воды зависит ход технологического процесса и показатели готового солода и пива.

Источники водоснабжения пивоваренных заводов могут быть подземные (артезианские, грунтовые) и поверхностные (речные, озерные). Вода, используемая в пивоваренном и солодовенном производстве, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде (СанПиН 2.1.4.1074–01).

Технологические требования к воде по содержанию различных ионов, оказывающих влияние на технологический процесс и качество готового продукта, могут быть более строгими, чем требования санитарные. Содержащиеся в воде ионы могут:

1)  изменять рН среды (сдвигать кислотно–щелочное равновесие в кислую или щелочную сторону), это ионы Ca 2+, Mg 2+, ОН–, НСО3–;

2)  воздействовать на дрожжи (K+, Zn2+, Fe 2+, Fe 3+, Cu2+, NO2–, Cl– и др.);

3)  действовать в качестве катализатора брожения (Ca 2+, Mg 2+);

4)  вызывать изменение вкуса и цвета готового пива (Ca 2+, Mg 2+, Na+, Fe 2+, Fe3+, НСО3–, SO42–, и др.);

5)  вызывать помутнения пива (Fe 2+, Fe 3+, Cu2+, SiO3 2–).

1.3.1. Основные расчетные формулы и справочные материалы

  Оценить качество воды и определить ее пригодность к использованию в пивоваренном производстве можно по следующим показателям.

Жесткость. Растворенные в воде соли кальция и магния характеризуют ее жесткость. Жесткость воды выражается в мг–экв/л или ммоль/л. 1 мг–экв жесткости соответствует содержанию 20,04 мг Са2+ и 12,16 мг Mg2+ в 1 л воды. 1 ммоль жесткости соответствует содержанию 40,08 мг Са2+ и 24,31 мг Mg2+ в 1 л воды. Классификация воды по жесткости приведена в таблице 4.

Таблица 4. Типы воды в соответствии с жесткостью

Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду с карбонатной жесткостью 0,8 мг–экв/л и некарбонатной 0,4–0,8 мг–экв/л. Для темного пива жесткость воды может быть выше: карбонатная 3–4,8 мг–экв/л, некарбонатная — незначительная.

Щелочность. Способность воды связывать кислоты характеризуется величиной щелочности, т. е. количеством в воде ионов ОН–, СО32–, НСО3– и некоторых других анионов слабых кислот. Щелочность выражают в мг–экв/л.

Для оценки качества воды по щелочности необходимо знать содержание в воде ионов Ca2+, НСО3–, СО32–, ОН–. При одновременном их присутствии в заторе его рН устанавливается в зависимости от их количественного соотношения. Это соотношение называется показатель пригодности воды по щелочности (Пщ).

Показатель пригодности находится из соотношения

,                                                 (9)

где GСa — содержание в воде ионов кальция, мг–экв/л; Щ0 — общая щелочность, мг–экв/л.

  Вода, имеющая Пщ < 1, повышает рН затора, а имеющая Пщ > 1 — понижает. При значениях Пщ близких к единице, вода считается пригодной для технологических целей.

Остаточная щелочность. Поскольку ионы Са2+ и Mg2+ способны компенсировать отрицательное воздействие углекислых солей, в воде для пивоварения важно учитывать не общее количество карбонатов, а то их количество, которое остается в свободном состоянии после частичной компенсации ионами кальция и магния. Это количество называется остаточной щелочностью и определяется по формуле

,                                     (10)

где GMg — содержание в воде ионов магния, мг–экв/л; остальные обозначения те же, что и в формуле (9).

  Для светлых сортов пива используют воду с остаточной щелочностью не более 0,54 мг–экв/л.

Отношение ионов Са2+/Mg2+. В пивоварении обращают внимание не только на общее содержание ионов кальция и магния в воде, но и на их отношение. При этом предпочтение отдается ионам Са2+, а ионы Mg2+ могут содержаться в минимальных количествах или даже полностью отсутствовать. Отношение концентрации ионов кальция и магния в воде рассчитывается в мг–экв/л. Предельное значение отношения 1:1. Оптимальное — 4:1. При значениях отношения Са2+/Mg2+ ниже предельного пиво может иметь неприятный вкус.

Содержание ионов, оказывающих влияние на технологический процесс и органолептические показатели пива. Дополнительные требования по ионному составу воды установлены технологической инструкцией по водоподготовке для производства пива и безалкогольных напитков (ТИ 10–5031536–73–90).

Таблица 5. Требования к качеству воды в пивоварении

1.3.2. Задания и задачи

1. Вода содержит 150 мг/л ионов кальция и 40 мг/л ионов магния. Рассчитать ее кальциевую и магниевую жесткость в мг–экв/л и ммоль/л. Определить общую жесткость воды и отнести воду к определенному типу по жесткости.

2. Общая жесткость воды составляет 5,2 мг–экв/л, содержание ионов магния в ней 20 мг/л, а общая щелочность 3,4 мг–экв/л. К какому типу жесткости относится данная вода? Рассчитать пригодность воды по щелочности. Для приготовления каких сортов пива эту воду можно использовать без предварительной водоподготовки?

3. Вода содержит 50 мг/л ионов кальция и 10 мг/л ионов магния, а общая щелочность ее составляет 4 мг–экв/л. Какое влияние эта вода будет оказывать на вкусовые качества пива? К какому типу жесткости относится данная вода?

1.3.3. Пример

Вода содержит 280 мг/л ионов кальция и имеет общую щелочность 17,5 мг–экв/л. Сколько мл соляной кислоты концентрацией 37% и плотностью 1,19 г/см3 нужно добавить к 1 м3 такой воды, чтобы довести показатель пригодности по щелочности до единицы?

Решение. Кальциевая жесткость воды составляет

 мг–экв/л.

Пригодность по щелочности вычислим по формуле (9).

.

  Превышение щелочности над содержанием ионов кальция составляет

17,5 – 13,97=3,53 мг–экв/л.

  Для того чтобы довести показатель пригодности воды по щелочности до единицы, необходимо избыток щелочности нейтрализовать кислотой. Поскольку вещества реагируют в эквивалентных количествах, для связывания щелочности требуется

3,53∙36,5=128,845 мг соляной кислоты,

где 36,5 — эквивалент соляной кислоты.

  Товарная соляная кислота содержит 37% НСl, то есть потребуется

 мг кислоты.

  Требуемый объем кислоты на нейтрализацию избыточной щелочности в 1 л воды составит

 мл, т.е. 292 мл на 1 м3.

1.4. Контрольные задания и задачи

1. Определить средневзвешенную влажность и сорность зерна, если на склад поступили следующие партии зерна:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10