Головне бродіння та зняття насіннєвих дріжджів у циліндро-конічних танках. Особливості технологічного процесу пивоваріння

Що було до ЦКТ

Необхідно зауважити, що в історії пивоваріння для виготовлення бродильних чанів використовувалися різні матеріали — від дерева та кераміки до алюмінію та пластмаси. Зазвичай пивовари використовували підручний матеріал, керуючись, перш за все, одним принципом — щоб він поводився досить нейтрально по відношенню до агресивного (в хімічному сенсі) кислотного середовища, що містить алкоголь, тобто пиво.

Ще першій половині ХХ століття класична ємність для бродіння (чи табірної витримки) була дерев'яною. Традиційно використовувалися дубові, рідше соснові або кипарисові чани. За своєю формою та конструкцією вони нагадували традиційні російські діжки (усічений конус), тільки дуже великого розміру. Будь-яких певних стандартів на ємність дерев'яних бочок не існувало, вона могла становити від двох до трьохсот гектолітрів у бродильних ємностей і ста гектолітрів у табірних. Єдиним обмежувальним фактором служила максимально досяжна величина дерев'яної клепки, з якої збиралася ємність. Процес бродіння в дерев'яних ємностях був суто природним, неквапливим, охолодження зовнішнім.

щільна дріжджова дека, що утворюється на поверхні природним шляхомутримувала в пиві вуглекислий газ, граючи роль своєрідної кришки і певною мірою захищала пиво від інфікування. Зсередини дерев'яні бродильні чани покривалися спеціальною «пивною смолкою» (основні складові — каніфоль і парафін), що оберігала дерево від руйнівного впливу пива і давала можливість якісно проводити роботи з санації ємності.

Чимале значення надавалося процесу осадження пивного каменю поверхні дерев'яного (пізніше — бетонного) чана. Часто після видалення нальоту з пивного каменю з внутрішньої поверхні чану, що неминуче відбувалося при ретельному чищенні ємності, подальший процес осадження дріжджів та освітлення пива дещо сповільнювався. Його течія «входила в норму» тільки після того, як на стінках чану знову з'являвся пивний камінь.

Пиво, що вибродило в дубовому чані, набувало специфічного присмаку, який, за словами старих чеських технологів, є невід'ємною ознакою «натурального». гарного пива». Не в останню чергу саме тому ще в другій половині 80-х років ХХ століття багато чеських пивоварень (у тому числі і знаменитий «Plzeňský Prazdroj a.s.») використовували дерев'яні чани. Чехи не дуже охоче застосовують нововведення в пивоварному процесі, вважаючи, що більшість нововведень негативно впливає на органолептику пива.

Основним недоліком дерев'яних ємностей було те, що вони вимагали трудомісткого сервісного обслуговування. Внутрішні покриття потрібно періодично при необхідності оновлювати. Періодичність оновлення покриттів була суворо регламентованим правилом. Як правило, цей захід проводився 1 раз на рік.

За словами Зденека Шубрта, екс-технолога «Plsensky Prazdroj a. s.», який працює зараз технологом-пивоваром «UBC», щоразу після закінчення бродіння бочки треба було знімати зі стійок і піднімати з підвалу на спеціальному ліфті, ретельно очищати від старого покриття зі смолки (шляхом випалу паяльною лампою), наносити нове і знову встановлювати у підвалі на спеціальних підставках. Тому, коли високоякісні дубові дошки, з яких виготовлялося клепка, перейшли в розряд дефіцитного (а відповідно дуже дорогого) товару, на зміну дерев'яним прийшли залізобетонні та металеві чани. Витрати на сервісне обслуговування бетонних і металевих ємностей виявилися меншими, а термін служби — більшими.

Зараз важко повірити, але ще в другій половині ХХ століття в Європі широко використовувалися залізобетонні чани. Зсередини вони покривалися шаром спеціального покриття або більш товстим облицюванням. Як основу захисного матеріалу виступали гірський віск, пластмаса або епоксидні смоли.

Металеві чани здебільшого виготовлялися із звичайної (чорної) сталі, рідше - алюмінію, ще рідше - із нержавіючої сталі (нержавіюча сталь була дуже дорогим матеріалом). Зовні металеві чани ізолювалися смолою та джутом, після чого обкладалися цеглою. Обмуровували їх тільки для того, щоб уникнути необхідності чистити не тільки внутрішню, а й зовнішню сторону чана.

Найбільш доступними за ціною були чани із звичайної сталі. Цей матеріал добре обробляється та є досить міцним. При виготовленні бродильної ємності, складові її сталеві листи нерідко зварювалися прямо на пивоварному заводі. До недоліків простої сталі відноситься її «підвищена реакція» на пивне середовище: кислоти, що утворюються при бродінні, «травлять» поверхню сталі. При цьому виникають дубильні речовини, що надають пиву характерного залізистого присмаку і темнішого кольору. Піна такого пива набуває коричневого відтінку. Щоб уникнути такого результату, на просту сталь наносилося захисне покриття з емалі, синтетичних смол або пластмаси. Розміри емальованих чанів жорстко обмежувалися розмірами печей для випалу, у яких випалювали емаль. Тим не менш, у Чехії в такий спосіб примудрялися виготовляти ємності обсягом 500 гектолітрів.

У алюмінієвих чанах алюміній служив власне захисним покриттям залізобетонного чана.

Товщина листів бічної частини становила лише близько 3 мм, дна — близько 4-5 мм. Для фортеці алюмінієві чани обмуровувалися цеглою. При складанні ємності треба було уважно стежити, щоб алюміній чана не стикався з будь-якими деталями з іншого металу. Інакше заповнена пивом ємність уподібнювалася гігантській батарейці: роль кислоти відігравало пиво, різнополюсних контактів – різні метали, а сама «батарея» починала виробляти гальванічні струми.

Якщо виключити випадки гальванічної корозії, алюміній повністю інертним до пива матеріалом. Алюмінієва ємність не потребує захисного покриття. Головний недолік алюмінієвого чану – його низька міцність, він легко деформується. Алюмінієві табірні танки дуже бояться навіть легкого внутрішнього вакууму. На виготовлення чану з нержавіючої сталі йшли сталеві листи завтовшки близько 2 міліметрів. Вони також відігравали роль захисного покриття бетону. Традиційно вважається, що нержавіюча сталь, що застосовується в пивоварній промисловості, повинна містити в середньому близько 18% хрому та 8-9% нікелю. Вона абсолютно інертна до пива та продуктів бродіння, але довгий часїї широкому застосуванню у пивоварінні перешкоджала спочатку висока ціна цього матеріалу.

Виникнення ЦКТ

З того часу, як пивоваріння перейшло у свою промислову стадію, основною тенденцією стала розробка нових технологій, що дозволяють збільшити рентабельність. Практично всі розробки зосередилися на тому, щоб зменшити витратну частину пивоваріння (здешевлення процесу та зменшення кількості працівників) та прискорити оборотність обладнання (скоротити, по можливості, час бродіння та дображивания). Старе класичне німецьке правило пивоваріння свідчило: «на бродіння сусла йде тиждень, але в дображивание пива — стільки тижнів, скільки відсотків у початковій екстрактивності сусла». Але вже у XIX столітті воно

стало неактуальним. Пивовари, що підганяються зростаючою конкуренцією, прагнули максимально прискорити процес виробництва пива. Яскравим зразком подібних розвідок є розробки швейцарського вченого Натана, який у XIX столітті розробив і вперше застосував на практиці технологію надшвидкого пивоваріння: весь процес бродіння і доброжування займав у нього всього 10-14 днів (залежно від початкової екстрактивності). Шляхом підбору спеціального температурного та технологічного режимуНатан збільшував швидкість приросту дріжджової маси 2,5 разу. Молоде пиво він на ранній стадії примусово позбавляв вуглекислого газу, в якому в цей період містяться леткі речовини, що є причиною незрілого смаку напою. Після цього пиво карбонізувалося чистою вуглекислотою та відстоювалося. Цей метод не прижився. За коментарем чеських фахівців, пиво, зварене прискореним методом за Натаном, «не досягало традиційної якості. чеського пива» (думаю, те саме можна сміливо сказати і про німецькому пиві). Тим не менш, ця технологія в величезній мірі обіцяла прискорити оборотність обладнання, що робило її в очах багатьох пивоварів із комерційною жилкою дуже привабливою. Це є добрим показником того, яке велике значення вже тоді надавалося скорочення загального часу пивоварного циклу.

За словами Зденека Шубрта, екс-технолога "Plsensky Prazdroj a.s.", перший реально діючий ЦКТ був встановлений у 1928 році в Європі на броварні "Кулмбах" (Баварія). Розміри цього танка були далеко не такі вражаючі, як у сучасних ємностей: діаметр досягав трьох, висота — десяти метрів. Місткість танка становила близько 80 кубічних метрів (800 гектолітрів). Також саме фахівцям «Кулмбах» приписується честь виведення нового штаму дріжджів, придатного для бродіння в ЦКТ, де висота стовпа сусла (а отже, тиску на дріжджові клітини) значно зросла. При цьому відносна величина дріжджової клітини була зменшена практично вдвічі.

Ще пізніше була розроблена технологія бродіння та доброжування під тиском, що скорочував цикл виробництва світлого 11%-ного пива до 14-15 днів, а також метод безперервного бродіння для виробництва пива в промислових масштабах (в СРСР вперше був впроваджений у 1973 році на «Москворецькому пивоварному заводі»). »). Сьогодні на процес бродіння та доброжування стандартно приділяється близько 15-20 днів, але тенденція до скорочення часу виробничого циклу зберігається. Найбільш істотною перешкодою в цьому залишається необхідність зберегти якість пива (як мінімум). Найкращі можливостіу цьому плані, як з'ясувалося, надавали циліндро-конічні танки.

Крім цього, суттєву роль у тому, щоб віддати пріоритет ЦКТ, відіграв ще один фактор: з розвитком пивоварної промисловості величина існуючих ємностей бродіння перестала відповідати збільшеним потребам пивоварів. Виникла нагальна потреба у більших, а заразом — більш економічних у використанні ємностях. На жаль, з низки технічних (і технологічних) причин бродильні чани та табірні танки обмежені у розмірах. Всі ці причини створили вагомі передумови появи циліндро-конічних танків.

Перший досвідчений екземпляр ємності для бродіння великого обсягу (однофазний спосіб виробництва) було виготовлено ще 1908 року. «Батьком» цього «прабатька ЦКТ» був той самий швейцарський учений Натан. Величина ємності становила 100 гектолітрів, повний виробничий цикл тривав 12 днів. Треба сказати, що ідея застосування у пивоварінні ємностей великого обсягу тоді не прижилася: виникли практично нерозв'язні (на той час) проблеми. Насамперед — із погіршеним осадженням дріжджів (не була відпрацьована технологія) та забезпеченням якісного санювання обладнання.

Слід зазначити, що перші ЦКТ виготовлялися із звичайної чорної сталі, покритої зсередини спеціальною смолою. Це захисне покриття потребувало регулярного оновлення. У наші дні ЦКТ виготовляються виключно із нержавіючої сталі. За даними чеського броварника Ф. Главачека, вперше в Європі нержавіюча сталь знайшла застосування при виготовленні ємності великого обсягу 1957 року. Широке використання нержавіючої сталі призвело до перелому подальшого розвитку технологій виробництва пива.

У шістдесяті роки ХХ століття настала «ера ЦКТ» — почалося швидке поширення нової технології країнами та континентами. Вже тим часом ЦКТ розділилися на циліндро-конічні танки бродіння (ЦКТБ), циліндро-конічні танки табірні (ЦКТЛ) і уні-танки (що з'єднують у собі основні риси ЦКТБ і ЦКТЛ).

Завдяки вдалому технічному рішенню, ЦКТ почали будувати на « свіжому повітрі». До цього ідея винести бродильні та табірні ємності «на вулицю», поза приміщеннями пивоварні, звучала щонайменше дикувато. Можливість здійснити її була сприйнята мало не як революційна. Найдовше в пивоварному процесі тривають фази бродіння та дображування, тому бродильні та табірні цехи були найбільшими приміщеннями броварні. Традиційно вони складалися з окремих приміщень, де розташовувалися дерев'яні бочки або танки.

Тепер не обмежені габаритами внутрішніх приміщень будівлі, пивовари пустилися у негласне «змагання» — хто збудує ЦКТ більшого розміру, випустить більше пива та випередить конкурентів. Вже тоді обсяги ЦКТ досягли 5 тисяч гектолітрів, діаметр — п'яти, а висота — вісімнадцяти метрів. У сімдесяті роки у більшості європейських країн міцно панувала технологія виробництва пива у ЦКТ.

У ті ж роки була відпрацьована і набула завершеності технологія охолодження ЦКТ, зокрема — режим і черговість активації окремих сорочок і конуса, що охолоджують (як відомо, грамотне охолодження ЦКТ сприяє хорошому випаданню дріжджового осаду). Також з'ясувалося, що ЦКТ допомагає досягти найменшої втрати гірких речовин (близько 10%), надає можливість максимального насичення пива СО2 та утилізації вуглекислого газу, що утворюється при бродінні.

Основні переваги та недоліки ЦКТ

Технічний рівень циліндро-конічного танка (і взаємопов'язаного з ним обладнання) за умови гарного знання технології дає можливість досягти однаково високої, стандартної якості пива при найбільших виробничих обсягах. При цьому процес бродіння пива в ЦКТ відносно легко автоматизувати (як варіант — комп'ютеризувати). Те ж саме стосується процесу миття та санування танка.

Відносно високі початкові капіталовкладення економічно виправдовуються тим, що за допомогою ЦКТ можна суттєво прискорити процес ферментації пива, а отже, збільшити обсяги його виробництва. Саме тому технологія ЦКТ є сьогодні найпоширенішим способом виробництва пива у всіх промислово розвинених країнах.

Поставивши свого часу танки бродіння та холодної витримки «на попа», конструктори ЦКТ значною мірою збільшили ефективність використання виробничих площ. Цей фактор і сьогодні є одним із найбільш суттєвих додаткових плюсів пивоваріння у ЦКТ.

Певні труднощі, які свого часу виникали у піонерів пивоваріння із осадженням дріжджових клітин у ЦКТ, сьогодні успішно долаються за допомогою відпрацьованих прийомів охолодження та з розряду проблем перейшли до розряду звичайних робочих моментів. Уповільнене (щодо класичного варіанта) розмноження дріжджових клітин компенсується більш високою аерацією сусла і більшими дозами дріжджів, що вносяться.

ЦКТ дозволяє помітно покращити екологію робочих місць, крім цього — істотно підвищити продуктивність праці та зменшити собівартість продукції. Можливість роботи всіх сорочок охолодження в автономних режимах робить режим охолодження ЦКТ гнучким та ефективним. Також до додаткових переваг циліндро-конічних танків відноситься те, що з цих ємностей можна оперативно відводити дріжджі, що осаджуються.

Серед основних недоліків ЦКТ - неможливість повного усунення дріжджових дек, що утворюються на поверхні сусла, що бродить, і більш тривалий (порівняно з чаном) період осадження дріжджових клітин. Крім цього, в ЦКТБ необхідно резервувати близько 20% від загального обсягу ємності під піну, що утворюється там, що помітно знижує виробничу ефективність танка. Втім, у традиційних бродильних чанах також резервується близько 20% вільного простору ЦКТЛ цей недолік властивий меншою мірою (вільний простір 10%).

Якщо говорити про максимально ефективних умовзастосування ЦКТ, слід окремо підкреслити, що весь сенс використання ЦКТ полягає у відкритому ефекті Натаном: збільшення гідростатичного тиску стовпа пива сприяє прискореному накопиченню в ньому СО2 при дображиванні (у свою чергу, від швидкості і ступеня накопичення СО2 безпосередньо залежить швидкість формування органолептичного букета пива, тобто – його дозрівання). За рахунок цього скорочується тривалість пивоварного циклу. Найбільш простим варіантомдля того, щоб збільшити висоту стовпа сусла, буде поставити ємність, що використовується «на попа», отримавши замість горизонтального вже циліндро-конічний танк, що, власне, і проробив Натан.

У цьому контексті стає зрозумілим, чому ємність ЦКТ (при стандартних пропорціях танка) має становити не менше 20 гектолітрів — інакше ми не отримаємо необхідної висоти стовпа пива, який має запустити механізм прискореного накопичення вуглекислого газу при підвищеному тиску. Також варто врахувати, що при 20-30 гектолітрах лише «спостерігатиметься ефект» ЦКТ. Дозрівання пива тут прискориться на лічені дні. По-справжньому ефективним ЦКТ стає, починаючи з 150-200 гектолітрів (обсяг для середнього, а не міні-пивзаводу). Тому використання на міні-пивзаводах вертикально розташованих танків бродіння та дображивания можна пояснити, перш за все, бажанням розташувати обладнання компактніше.

Що таке ЦКТ

Матеріали, що використовуються при виготовленні ЦКТ

Перші ЦКТ виготовлялися із звичайної чорної сталі, що покривалася зсередини спеціальним покриттям на основі епоксидних смол. Таке покриття потребувало регулярного оновлення. Сьогодні ЦКТ виготовляються виключно з нержавіючої сталі (зазвичай марки DIN 1.4301, але можуть використовуватися більш стійкі та дорогі AISI 304 або AISI 316L). Як уже говорилося вище, цей матеріал є досить нейтральним і стійким до впливу на нього пива та продуктів його бродіння, а також санаційних засобів.

На сьогоднішній день нержавіюча сталь є оптимальним матеріалом. Проте слід пам'ятати, що її застосування не завжди виключає можливість появи корозії. Вона може виникнути:

§ за наявності хлоридних іонів або молекул вільного хлору в нейтральному або кислому середовищі (погано підібрані засоби санітації);

§ у тому випадку, якщо зварювання нержавіючої сталі проводилося не в атмосфері інертного газу (наприклад - аргону). Тоді на ділянці, що зазнала впливу високої температури, відбудеться кардинальна зміна властивостей сталі;

§ при контакті зі звичайною сталлю. У цьому випадку для появи корозії достатньо контакту з істертою або іржавою ділянкою звичайної сталі.

Ретельність та чистота обробки внутрішньої поверхні ЦКТ безпосередньо впливає на ефективність процесу миття та подальшої санації танка. З приводу необхідного ступеня чистоти обробки існують дві діаметрально протилежні точки зору:

1. За словами експертів Ziemann, потрібно прагнути до ідеальної гладкості матеріалу. У всякому разі, середня шорсткість повинна становити трохи більше 0,4-0,7 мкм. Це аргументується тим, що на гладкій поверхні дріжджові клітини та різного роду мікроорганізми закріплюються з великими труднощами (наприклад: середній розмірдріжджових клітин становить приблизно 6-10 мкм, шкідливої ​​мікрофлори – від 0,5 до 4 мкм). Саме тому «Ziemann» використовує для додаткової обробки внутрішньої поверхні конуса та бані ЦКТ технологію електрохімічного полірування (знижує шорсткість до 0,3 мкм).
На сьогодні електрохімічне полірування забезпечує найбільш гладку поверхню, яку тільки можна отримати при промисловій обробці сталі. Але, природно, лише за умови, що до застосування електрохімічного полірування поверхня металу вже ретельно відполірована. Електрополірування може лише згладити виступаючі мікровиступи на поверхні металу, але не ліквідувати більші нерівності, подряпини і каверни.

2. На думку експертів Holvrieka, вирішальну роль відіграє не стільки середня величина шорсткості (висота мікро-піків матеріалу), скільки профіль шорсткості (гострі або загладжені мікро-піки). Якщо виступи згладжені, цього цілком достатньо. За їхніми словами, відмінні результатиу плані оптимального профілю шорсткості дає спеціальна механічна обробка листа нержавіючої сталі ще в прокатному цеху металургійного підприємства. Після цього «полірована» поверхня сталі, щоб уникнути механічних пошкоджень під час транспортування та виготовлення танка, заклеюється спеціальною плівкою, яка знімається вже після зварювання листів у ємність. Гладкості, отриманої при спецпрокаті, вже достатньо, щоб запобігти закріпленню на поверхні матеріалу дріжджових клітин, а шкідливої ​​мікрофлори в молодому пиві просто не повинно бути (інакше пиво просто інфікується, незалежно від того, чи бактерії закріпилися на стінках танка чи ні) .\\Звичайно, подальша обробка внутрішньої поверхні танка механічними засобами жодною мірою не виключається, але застосування електрохімічного полірування фахівці компанії Holvrieka відносять до розряду необґрунтованої розкоші.

Взагалі ж при механічному поліруванні внутрішньої поверхні ЦКТ доводиться враховувати безліч тонкощів. Значення має навіть те, у якому напрямі полірується сталь — утворюючим або радіусом. Найбільш шорстка, отже найбільш приваблива для мікроорганізмів поверхню утворюється дома зварювання різних частин ЦКТ. Відповідно, обробці та поліруванню зварних швів танка приділяється особливу увагу. Їх шорсткість зазвичай доводиться рівня 0,6 - 0,7 мкм (середня шорсткість всієї внутрішньої поверхні ЦКТ в більшості виробників становить близько 0,7 мкм).

Процес виготовлення ЦКТ

Якщо розділити процес виробництва ЦКТ (заводських умовах) на окремі складові, то схематично він складається з наступних пунктів:

1. Довиробнича підготовка куполів, конуса, тіла та дрібніших частин.

2. Вигинання куполів та конуса.

3. Зварювання тіла танка, що починається з бані.

4. Зварювання нижніх частин танка (конус та спідниця).

5. Зварювання нижніх частин тіла танка (конуса та циліндра).

6. Зварювання охолодних зон (у тому випадку, якщо в ЦКТ використовуються охолоджуючі сорочки, а не сталь з внутрішніми отворами - тоді сорочки наварювати не треба).

7. Зварювання зовнішніх деталей танка.

8. Полірування та пасивування швів.

9. Тест тиску.

10. Ізоляція танка пінополіуретаном.

$На різних підприємствах порядок операцій, що проводяться, може незначно варіюватися — все залежить від обладнання та технологій (наприклад, ряд операцій може проводитися як у «горизонтальному», так і в «вертикальному» варіанті), але загальна кількість етапів залишається незмінною.

За словами представника фірми ЦИМАНН по Росії та країнах СНД кандидата технічних наук В. Тихонова, виготовлення ЦКТ - складний виробничий процес, що включає безліч операцій, таких як розкочування рулонного матеріалу, розрізання, стикування, вирівнювання листів, зварювання, шліфування, розкривання заготовок, штампування відбортовок конусів та кришок, скручування конусів, шліфування, складання обічайки, виготовлення опорної спідниці, зварювання між собою окремих частинтанка, монтаж сегментних сорочок охолодження, труб для підведення та відведення холодоагенту, діоксиду вуглецю, дренажних труб, гнізд для підключення датчиків температури, рівня та ін, захисних труб для електрокабелю та ін.

Ізолювання танків проводиться, як правило, у горизонтальному положенні. ЦКТ для додаткового захисту від корозії фарбують, встановлюють на ньому дистанційні прокладки з пінополіуретану, монтують листи облицювання і заповнюють простір, що утворився, піною поліуретану з низьким вмістом хлоридів (хлориди з часом призводять до корозії хромо-нікелевої сталі). Горизонтальний метод ізолювання танків дозволяє робочому візуально повністю контролювати якість заливки так, щоб не утворювалося повітряних заторів. Як облицювання знаходить застосування трапецієподібні листи з алюмінію з пластиковим покриттям або без покриття, рідше з нержавіючої сталі. Облицювання конуса у стандартному виконанні виготовляється з герметично звареної листової нержавіючої сталі. Таке виконання рекомендується для того, щоб у довгостроковому плані унеможливити попадання вологи під ізоляцію при зовнішній мийці конусів у зоні обслуговування.

Готові танки укладають на дерев'яні ложементи та сталеві швелери і відвантажують споживачеві водним шляхом або автотранспортом.

Розміри ЦКТ

Висота і діаметр ЦКТ є досить довільним параметром, який надає певний вплив на вміст об'єму летючих речовин у пиві, ступінь вмісту СО 2 , процес осідання дріжджів — тобто, звісно, ​​якість самого пива.

Поки не було обкатано технологію, перші ЦКТ виготовлялися «на конструкторському чуття» — різних розмірів та пропорцій. Сьогодні вся можлива різноманітність циліндро-конічних танків обмежилася чіткими правилами. Частина їх обумовлена ​​різного роду технічними обмеженнями (як і з сорочками охолодження), частина — біологічними обмеженнями (умовами життєдіяльності дріжджової клітини). Проте, за словами німецьких експертів, досі жоден інший вид обладнання не є таким, що не устає (у сенсі появи єдиного стандарту), як ЦКТ.

Якщо спробувати вивести середнє арифметичне, то можна сказати, що діаметр більшості ЦКТ, що виготовляються сьогодні, зазвичай становить п'ять метрів, висота - близько п'ятнадцяти метрів (без опор), найбільш уживаний корисний об'єм — понад дві тисячі гектолітрів.

Говорячи про габарити танка, необхідно помітити, що максимальна висота сусла в бродильному ЦКТ не повинна перевищувати двадцяти п'яти метрів, тому що тяжкість стовпа сусла, що давить на дріжджову клітину, може суттєво уповільнити процес бродіння та поділу клітин, що негативно вплине на їх метаболізм. Крім цього, занадто великий тягар стовпа сусла уповільнює швидкість насичення пива вуглекислим газом.

Для табірного ЦКТ, у якому пиво вже не бродить, це обмеження є недійсним. За даними чеського експерта-пивовара Ю. Фамери, ЦКТЛ можуть досягати 40 метрів у висоту та 10 метрів у діаметрі.

Також на розміри ЦКТ істотно впливає необхідність залишати частину танка порожньою, щоб піна, що піднялася при бродінні, не залила запобіжну арматуру (передусім — шпунтапарат!).

Вільний простір у ЦКТВ повинен становити близько 18-25% від обсягу початкового сусла. Як правило, у ЦКТЛ воно може бути меншим (якщо тільки, наприклад, не робити додавання завитків (Краузенінг) у зелене пиво).

Заради справедливості скажу, що ці цифри не є догмою. Відомі методи, коли для зменшення кількості піни в ЦКТ використовують спеціальні протипінні засоби на основі силікону. І тут необхідне вільний простір у ЦКТ при бродінні скоротиться до 5%. Щоб не заважати піноутворенню пива при подальшому споживанні напою, силікон видаляється з напою на процесі фільтрації.

За словами фахівців, найбільш помітною світовою тенденцією є поступове, але планомірне збільшення обсягів ЦКТ, що виготовляються. В основному, це обумовлюється прагненням пивоварів додатково знизити собівартість напою, що виробляється (стандартна залежність - чим танк більше за обсягом, тим нижче собівартість виробленого пива). Головна мета тут – підвищити конкурентоспроможність своєї пивоварні на сучасному, насиченому пивному ринку та додатково збільшити рівень продажів, а отже – прибутку. Але суттєвим фактором, що лімітує величину ЦКТ у кожному конкретному випадку, є наступна технологічна вимога: об'єм циліндро-конічного танка повинен бути кратний обсягу сусловаркового котла (з урахуванням стиснення сусла після охолодження), а час наповнення ЦКТ не повинен перевищувати 24 години (оптимум 12- 20 годин). У цьому випадку заповнення танка буде не надто довгим, а значить - різні варіння почнуть бродити практично одночасно, тобто сусло стане одноріднішим за складом, вдасться уникнути його «розшарування». Якщо заповнення танка буде надто тривалим, різні варіння не встигнуть перемішатися між собою до початку бродіння. Це може негативно вплинути на процес бродіння (чого потрібно уникати). Чим більший танк, тим довше триватиме фаза відкачування пива чи санації. Все це негативно впливає на ступінь оборотності обладнання.

Також треба враховувати, що згідно із законами фізики, пік споживання холоду в одного великого танка буде більшим, ніж у кількох менших. Крім цього, дуже великий танк можна використовувати тільки для виробництва основного сорту пива, що домінує. Реально максимальні розміри ЦКТ обмежуються ще одним, важливим транспортним фактором: умовами майбутнього транспортування ємностей замовнику та монтажу на місці замовлення. При визначенні розмірів танка велике значення має те, яким способом та маршрутом ЦКТ поставлятиметься замовнику (сухопутним чи водним). Найбільш «гнучким» щодо габаритних обмежень є транспортування водним (морським чи річковим) шляхом. При сухопутному перевезенні танка доводиться спочатку жорстко обмежувати його розміри, а також враховувати розташування транспортних магістралей, ліній високовольтних передач і т.п.

Тим не менш, міркування економіки виробництва сьогодні диктують свої умови при проектуванні обладнання: сучасний проект має передбачати використання ЦКТ якомога більшого обсягу при найменшому діаметрі, який, допустимо, виходячи з даного рівня розвитку технології. При цьому переслідуються такі цілі:

§ зниження питомих інвестиційних витрат,

§ зменшення транспортних витрат при доставці обладнання

§ зниження експлуатаційних витрат

Насправді завжди доводиться шукати розумний компроміс між вимогами економіки та (часто необгрунтованими) страхами технологів перед ЦКТ великого обсягу. За словами фахівців, за допомогою залізниці зазвичай здійснюється перевезення ЦКТ місткістю до тисячі гектолітрів. Великі танки перевозяться лише спеціальним транспортом, наскільки це можливо водою. Саме тому компанії-виробники ЦКТ намагаються розміщувати свої підприємства ближче до судноплавних річок чи морських портів.

У поодиноких випадках при транспортуванні ЦКТ (або його великих складових) може використовуватися авіаперевезення, але цей спосіб є нетиповим. Реальнішим є використання вертолітного транспорту для монтажу ЦКТ на місці. Транспортна проблема стосується не лише зовнішніх габаритів ЦКТ, які вже самі по собі є достатньо великими, а й ступеня міцності танка, необхідної для того, щоб ємність не деформувалася при перевезенні. Методу перевезення ЦКТ частинами з наступним складанням його на місці, на одностайну думку фахівців, виправдовує себе тільки в тих випадках, коли транспортування цілого танка з якихось причин стає абсолютно неможливим.

Пінополіуретанову ізоляцію, наприклад, оптимально заливати все ж таки у виробничому цеху, а не в «польових умовах» при складанні ЦКТ на пивзаводі. Ще нещодавно процес ізоляції ЦКТ проводили за нормальної температури не менше, ніж +20°С, обов'язково — в суху погоду. Якісь опади при цьому були неприпустимі - волога приводила пінополіуретан в непридатність. Сьогодні температура може бути нижчою, до +5°С, рівень вологості навколишнього повітря не нормується (звісно, ​​це не означає, що в поліуретанову піну може потрапляти вода). Тим не менш, оптимально ізолювати ЦКТ все ж таки в заводських умовах.

До того ж на заводі ЦКТ ізолюють у горизонтальному положенні, при монтажі на місці – у вертикальному. При цьому доводиться зводити спеціальні ліси та підмостки, що також ускладнює справу.

Ці операції необхідні для насичення пива вуглекислим газом, освітлення та дозрівання, у процесі якого покращується смак та аромат пива.

При доброживанні, як і при головному бродінні, основним процесом є спиртове бродінняале воно протікає повільно, тому що ведеться при температурі 0-2°С. Молоде пиво містить близько 0,2% (до маси) вуглекислого газу. Для насичення пива до стандартної концентрації вуглекислоти (0,3-0,35%) у молодому пиві на доброживання залишають близько 1% екстрактивних речовин. Щоб підвищити розчинність вуглекислого газу, доброживання проводять при тиску 0,03-0,05 МПа. Освітлення пива настає після закінчення бродіння, коли осідають дріжджі захоплюють, частинки білків і хмелевих смол і захоплюють в осад, у своїй пиво як освітлюється, а й втрачає грубу гіркоту. При дозріванні пива зменшується кількість альдегідів і наростає вміст ефірів, вищих спиртів і кислот, внаслідок чого пиво набуває тонкого смаку та аромату.

У табірний танк молоде пиво подається знизу. Після наповнення танка шпунтовий отвір залишають відкритим, щоб випустити повітря, що витісняється з газового простору вуглекислотою, що виділяється при доброживанні. Потім танк шпунтують, приєднуючи шпунтапарат, відрегульований тиск 0,03-0,05 МПа. Тривалість дображивания та витримки залежить від сорту пива. Жигулівське пиво витримують 21 діб, ризьке та московське – 42 діб, березневе та українське – 30, ленінградське – 90 діб. Готове пиво передають на освітлення. У міру випорожнення танка в нього подають стиснене повітря або, краще, вуглекислий газ, щоб підтримувати постійний тиск у танку і тим самим запобігти спінювання пива та втрати вуглекислого газу внаслідок зменшення його розчинності.

Після спуску пива на дні танка залишається осад (табірний відстій), що складається з дріжджів, білків та хмелевих смол. Його збирають у збірку, відстоюють, сепарують чи фільтрують. Виділене пиво використовують разом з іншими відходами пива (так зване смарочне пиво), а густу частину відстою приєднують до надлишкових дріжджів та реалізують.

Бродіння сусла і дображивание пива- найбільш тривалі процеси у виробництві пива, що вимагають застосування великої кількості ємностей та великих виробничих площ. Для скорочення виробничих площ бродильно-табірних відділень переходять використання танків великий місткості (діаметром 4- 8 м і висотою 7-10 м), мають ізоляцію і зовнішнє охолодження, що дозволяє розміщувати їх у відкритому майданчику. Перспективне використання циліндро-конічних танків, у яких поєднують головне бродіння та дображивание пива.

ВНИИПБП розробив і впровадив на Москворецькому пивоварному заводі (у Москві) спосіб безперервного бродіння та дображивания пива у звичайних танках, з'єднаних переточними трубами в батареї. За цим способом весь процес зброджування жигулівського пивапроходить за 15 діб замість звичайних 28, а коефіцієнт використання виробничої площі збільшується більш ніж 1,5 рази.

Прискорений спосіб приготування жигулівського пива, розроблений ВНИИПБПом, заснований на зброджуванні сусла за відсутності кисню, унаслідок чого у пиві мало утворюється альдегідів, тому дозрівання відбувається швидше. Доброджування пива ведуть при температурі 4°З в ізотермічних умовах, коли температура пива в танках і в приміщенні однакова. Це виключає виникнення конвекційних струмів у пиві, що перешкоджають осіданню суспензій, і воно швидше освітлюється.

Кисень розчиняється головним чином у процесі охолодження сусла, тому охолодження та освітлення сусла ведуть у закритих апаратах (у сепараторах та пластинчастих теплообмінниках). Крім того, при подачі сусла в бродильний танк в суслопровод вдують вуглекислий газ, в результаті чого над поверхнею утворюється вуглекислий пінний шар, що виключає зіткнення сусла з повітрям. Кількість насіннєвих дріжджів збільшують до 0,7-1 л на 1 гол сусла. Головне бродіння проводять при температурі 7-8°С. Для прискорення бродіння сусло перемішують продуванням барботер вуглекислого газу 1 раз на зміну протягом 5-10 хв. Головне бродіння закінчується через 5-5,5 діб. Молоде пиво охолоджують до 4-5°З спускають у табірний танк, причому у струм пива також вдмухують вуглекислий газ. Коли танк заповниться на 1/10 місткості, подачу вуглекислоти припиняють. Після заповнення танк негайно шпунтують і під час дображивания підтримують тиск 0,04-0,05 МПа. Доброджування та витримку пива ведуть 11 діб, потім його передають на освітлення. Перед освітленням пиво охолоджують на пластинчастому теплообміннику до 0-1°З тим, щоб утримати 2 , що міститься в пиві в пересиченому стані, і не допустити спінювання, пов'язаного з великими втратами пива.

Прискорений спосіб виробництва жигулівського пива дозволяє в 1,6 рази скоротити тривалість виробничого циклу та на 30% підвищити продуктивність заводу.

Ми пропонуємо ємності ЦКТ для зберігання та бродіння пива, у тому числі під тиском. Ємності можуть бути в різній комплектації і відповідно ціновою політикою. Багато хто думає, що у вартості ємності це головне її обсяг - чим більше тим дорожче. Насправді, це не так, 50% вартості ЦКТ складає її комплектація, крани, термоізоляція, сорочки охолодження, люки, мірні лінійки і т.д. У зв'язку з цим, при виборі ємності, потрібно розуміти, що саме вам потрібно, а без чого можна обійтися. В принципі всі опції, які пропонують виробники - вони потрібні і забезпечують зручність роботи з ємністю, але тим самим збільшуючи ціну. На тлі цього ми вважали просто необхідним пропонувати клієнту кілька варіантів ємностей у різних цінових категоріях, але це не в жодному разі не означає що в більш дешевій ємності у Вас буде погане пиво, просто все впорається у вартість і комфорт від використання. Розглянемо докладніше:

Прості ємності ЦКТ для пива

Найпростіші ємності ЦКТ для пива об'ємом від 60 і вище в полегшеній комплектації без сорочок охолодження, але розраховані на тиск до 2 бар. Підійдуть для установки в холодильну камеру, в якій можна підтримувати температуру. На складі в Москві ми зазвичай тримаємо подібні ємності від 60 до 1100 літрів, але на замовлення можна виготовити і великі обсяги ЦКТ. Подібна ємність укомплектована двома кульовими кранами 3/4, один у нижній частині конуса, другий на циліндричній частині. Люком, що витримує тиск до 2 бар. Клапанами, що встановлюються у верхній частині ємності або люку, що дозволяють бродити в ємності при атмосферному тиску, і дображивать при тиску до 2 бар. Деякі ємності великого об'єму мають миючу голівку. Товщина металу у ємностей відрізняється у міру збільшення обсягу танка, і дозволяє тримати заявлений тиск. Всі ємності опресовані при тиску більшому, ніж заявлено, але заявлений тиск є робочим.

ЦКТ для пива із сорочками охолодження

Стандартні ЦКТ для пива із сорочками охолодження. Також йдуть від 60 літрів і вище, але в комплектації є ряд змін. Перша відмінність це товщина металу - навіть найменші ємності починаються з товщини 1,5мм. Це потрібно для приварки сорочки у процесі виробництва ємності т.к. до металу товщиною менше 1,5 мм досить складно приварити сорочку. Друга відмінність, це звичайно ж дві сорочки охолодження на конусі та циліндрі, що забезпечують потрібну Вам температуру в ємності. І капсула для установки термозонда, що йде всередину ємності до 30 см, що дозволяє здійснювати контроль і регулювання температури в танку за допомогою автоматики. Цей вид ЦКТ ідеальне рішеннядля міні-пивоварні, в ній є все необхідне для високоякісного пива. В наявності на складі в Москві, є ємності від 60 до 1100 літрів (точнішу інформацію по наявності можна подивитися на цьому сайті в розділі інтернет магазину)

Професійні ємності для пива

Третій варіант це ємності на замовлення в будь-якій комплектації. Зазвичай ми маємо на увазі під цим пунктом професійні ємності з термоізоляцією під тиск 3 бари. На них встановлюється повноцінна арматура: крани типу метелик або кульові з кламп/горол (швидкознімні) з'єднаннями, пробовідбірні крани, мірна лінійка, повноцінний шпунт апарат італійського або німецького виробництва. І найголовніше вони вже йдуть з автоматикою контролю температури, включаючи пульт керування та всю розведення по ємності. На ємності, що йдуть на замовлення, можна встановити будь-яку арматуру і пограти з розмірами.

Ємнісний парк будь-якої пивоварні порівняємо за вартістю з усім іншим технологічним обладнанням, включаючи і саму варіння, і у виборі і кількості ємностей головне не помилитися. Наші фахівці допоможуть підібрати оптимальний ємнісний парк, з урахуванням Ваших потреб та побажань.

Виникнення ЦКТ

З того часу, як пивоваріння перейшло у свою промислову стадію, основною тенденцією стала розробка нових технологій, що дозволяють збільшити рентабельність. Практично всі розробки зосередилися на тому, щоб зменшити витратну частину пивоваріння (здешевлення процесу та зменшення кількості працівників) та прискорити оборотність обладнання (скоротити, по можливості, час бродіння та дображивания).

Старе класичне німецьке правило пивоваріння гласило: «на бродіння сусла йде тиждень, але в дображивание пива - стільки тижнів, скільки відсотків у початковій екстрактивності сусла». Але вже в XIX столітті воно стало неактуальним. Пивовари, що підганяються зростаючою конкуренцією, прагнули максимально прискорити процес виробництва пива.

Яскравим зразком подібних розвідок є розробки швейцарського вченого Натана6), який у XIX столітті розробив і вперше застосував на практиці технологію надшвидкого пивоваріння: весь процес бродіння і доброжування займав у нього всього 10-14 днів (залежно від початкової екстрактивності). Шляхом підбору спеціального температурного та технологічного режиму Натан збільшував швидкість приросту дріжджової маси у 2,5 рази. Молоде пиво він на ранній стадії примусово позбавляв вуглекислого газу, в якому в цей період містяться леткі речовини, що є причиною незрілого смаку напою. Після цього пиво карбонізувалося чистою вуглекислотою та відстоювалося. Цей метод не прижився. За коментарем чеських фахівців, пиво, зварене прискореним методом за Натаном «не досягало традиційної якості чеського пива» (думаю, те саме можна сміливо сказати і про німецьке пиво).

Тим не менш, ця технологія в величезній мірі обіцяла прискорити оборотність обладнання, що робило її в очах багатьох пивоварів із комерційною жилкою дуже привабливою. Це є добрим показником того, яке велике значення вже тоді надавалося скорочення загального часу пивоварного циклу.

За словами Зденека Шубрта, екс-технолога Plsensky Prazdroj a.s., перший реально діючий ЦКТ був встановлений в 1928 році в Європі на пивоварні Кулмбах (Баварія). Розміри цього танка були далеко не такі вражаючі, як у сучасних ємностей: діаметр досягав трьох, висота - десяти метрів. Місткість танка становила близько 80 кубічних метрів (800 гектолітрів). Також саме фахівцям «Кулмбах» приписується честь виведення нового штаму дріжджів, придатного для бродіння в ЦКТ, де висота стовпа сусла (а отже – тиску на дріжджові клітини) значно зросла. При цьому відносна величина дріжджової клітини була зменшена практично вдвічі.

Ще пізніше була розроблена технологія бродіння та доброжування під тиском, що скорочував цикл виробництва світлого 11%-ного пива до 14-15 днів, а також метод безперервного бродіння для виробництва пива в промислових масштабах (в СРСР вперше був впроваджений у 1973 році на «Москворецькому пивоварному заводі»). »). Сьогодні на процес бродіння та доброжування стандартно приділяється близько 15-20 днів, але тенденція до скорочення часу виробничого циклу зберігається. Найбільш істотною перешкодою в цьому залишається необхідність зберегти якість пива (як мінімум). Найкращі можливості у цьому плані, як з'ясувалося, надавали циліндро-конічні танки.

Крім цього, суттєву роль у тому, щоб віддати пріоритет ЦКТ, відіграв ще один фактор: з розвитком пивоварної промисловості величина існуючих ємностей бродіння перестала відповідати збільшеним потребам пивоварів. Виникла нагальна потреба у більших, а заразом - більш економічних у використанні ємностях. На жаль, з низки технічних (і технологічних) причин бродильні чани та табірні танки обмежені у розмірах. Всі ці причини створили вагомі передумови появи циліндро-конічних танків.

Перший досвідчений екземпляр ємності для бродіння великого обсягу (однофазний спосіб виробництва) було виготовлено ще 1908 року. «Батьком» цього «прабатька ЦКТ» був той самий швейцарський учений Натан. Величина ємності становила 100 гектолітрів, повний виробничий цикл тривав 12 днів. Треба сказати, що ідея застосування у пивоварінні ємностей великого обсягу тоді не прижилася: виникли практично нерозв'язні (на той час) проблеми. Насамперед - із погіршеним осадженням дріжджів (не була відпрацьована технологія) та забезпеченням якісного санювання обладнання.

Слід зазначити, що перші ЦКТ виготовлялися із звичайної чорної сталі, покритої зсередини спеціальною смолою. Це захисне покриття потребувало регулярного оновлення. У наші дні ЦКТ виготовляються виключно із нержавіючої сталі. За даними чеського броварника Ф. Главачека, вперше в Європі нержавіюча сталь знайшла застосування при виготовленні ємності великого обсягу 1957 року. Широке використання нержавіючої сталі призвело до перелому подальшого розвитку технологій виробництва пива.

У шістдесяті роки ХХ століття настала «ера ЦКТ» - почалося швидке поширення нової технології країнами та континентами. Вже тим часом ЦКТ розділилися на циліндро-конічні танки бродіння (ЦКТБ), циліндро-конічні танки табірні (ЦКТЛ) і уні-танки (що з'єднують у собі основні риси ЦКТБ і ЦКТЛ).

Завдяки вдалому технічному рішенню ЦКТ почали будувати на «свіжому повітрі». До цього ідея винести бродильні та табірні ємності «на вулицю», поза приміщеннями пивоварні, звучала щонайменше дикувато. Можливість здійснити її була сприйнята мало не як революційна. Найдовше в пивоварному процесі тривають фази бродіння та дображування, тому бродильні та табірні цехи були найбільшими приміщеннями броварні. Традиційно вони складалися з окремих приміщень, де розташовувалися дерев'яні бочки або танки.

Тепер не обмежені габаритами внутрішніх приміщень будівлі, пивовари пустилися у негласне «змагання» - хто збудує ЦКТ більшого розміру, випустить більше пива та випередить конкурентів. Вже тоді обсяги ЦКТ досягли 5 тисяч гектолітрів, діаметр - п'яти, а висота - вісімнадцяти метрів. У сімдесяті роки у більшості європейських країн міцно панувала технологія виробництва пива у ЦКТ.

У ті ж роки була відпрацьована та набула завершеності технологія охолодження ЦКТ, зокрема – режим та черговість активації окремих охолоджуючих сорочок та конуса (як відомо, грамотне охолодження ЦКТ сприяє гарному випаданню дріжджового осаду). Також з'ясувалося, що ЦКТ допомагає досягти найменшої втрати гірких речовин (близько 10%), надає можливість максимального насичення пива СО2 та утилізації вуглекислого газу, що утворюється при бродінні.
Основні переваги та недоліки ЦКТ

Технічний рівень циліндро-конічного танка (і взаємопов'язаного з ним обладнання) за умови гарного знання технології дає можливість досягти однаково високої, стандартної якості пива при найбільших виробничих обсягах. При цьому процес бродіння пива в ЦКТ відносно легко автоматизувати (як варіант - комп'ютеризувати). Те ж саме стосується процесу миття та санування танка.

Відносно високі початкові капіталовкладення економічно виправдовуються тим, що з допомогою ЦКТ можна значно прискорити процес ферментації пива, отже - збільшити обсяги його виробництва. Саме тому технологія ЦКТ є сьогодні найпоширенішим способом виробництва пива у всіх промислово розвинених країнах.

Поставивши свого часу танки бродіння та холодної витримки «на попа», конструктори ЦКТ значною мірою збільшили ефективність використання виробничих площ. Цей фактор і сьогодні є одним із найбільш суттєвих додаткових плюсів пивоваріння у ЦКТ.

Певні труднощі, які свого часу виникали у піонерів пивоваріння із осадженням дріжджових клітин у ЦКТ, сьогодні успішно долаються за допомогою відпрацьованих прийомів охолодження та з розряду проблем перейшли до розряду звичайних робочих моментів. Уповільнене (щодо класичного варіанта) розмноження дріжджових клітин компенсується більш високою аерацією сусла і більшими дозами дріжджів, що вносяться.

ЦКТ дозволяє помітно покращити екологію робочих місць, а крім цього – суттєво підвищити продуктивність праці та зменшити собівартість продукції. Можливість роботи всіх сорочок охолодження в автономних режимах робить режим охолодження ЦКТ гнучким та ефективним. Також до додаткових переваг циліндро-конічних танків відноситься те, що з цих ємностей можна оперативно відводити дріжджі, що осаджуються.

Серед основних недоліків ЦКТ - неможливість повного усунення дріжджових дек, що утворюються на поверхні сусла, що бродить, і більш тривалий (у порівнянні з чаном) період осадження дріжджових клітин. Крім цього, в ЦКТБ необхідно резервувати близько 20% від загального обсягу ємності під піну, що утворюється там, що помітно знижує виробничу ефективність танка. Втім, у традиційних бродильних чанах також резервується близько 20% вільного простору ЦКТЛ цей недолік властивий меншою мірою (вільний простір 10%).

Якщо говорити про максимально ефективні умови застосування ЦКТ, слід окремо підкреслити, що весь сенс використання ЦКТ полягає у відкритому ефекті Натаном: збільшення гідростатичного тиску стовпа пива сприяє прискореному накопиченню в ньому СО2 при доброживанні (у свою чергу, від швидкості і ступеня накопичення СО2 безпосередньо залежить швидкість формування органолептичного букета пива, тобто - його дозрівання). За рахунок цього скорочується тривалість пивоварного циклу. Найбільш простим варіантом для того, щоб збільшити висоту стовпа сусла, буде поставити ємність, що використовується «на попа», отримавши замість горизонтального вже циліндро-конічний танк, що, власне, і проробив Натан.

У цьому контексті стає зрозумілим, чому ємність ЦКТ (при стандартних пропорціях танка) має становити не менше 20 гектолітрів - інакше ми не отримаємо необхідної висоти стовпа пива, який має запустити механізм прискореного накопичення вуглекислого газу при підвищеному тиску. Також варто врахувати, що при 20-30 гектолітрах лише «спостерігатиметься ефект» ЦКТ. Дозрівання пива тут прискориться на лічені дні. По-справжньому ефективним ЦКТ стає, починаючи з 150-200 гектолітрів (обсяг для середнього, а не міні-пивзаводу). Тому використання на міні-пивзаводах вертикально розташованих танків бродіння та дображивания можна пояснити, перш за все, бажанням розташувати обладнання компактніше.

Матеріали, що використовуються при виготовленні ЦКТ

Перші ЦКТ виготовлялися із звичайної чорної сталі, що покривалася зсередини спеціальним покриттям на основі епоксидних смол. Таке покриття потребувало регулярного оновлення. Сьогодні ЦКТ виготовляються виключно з нержавіючої сталі (зазвичай марки DIN 1.4301, але можуть використовуватися більш стійкі та дорогі AISI 304 або AISI 316L). Як уже говорилося вище, цей матеріал є досить нейтральним і стійким до впливу на нього пива та продуктів його бродіння, а також – санаційних засобів.

На сьогоднішній день нержавіюча сталь є оптимальним матеріалом. Проте слід пам'ятати, що її застосування не завжди виключає можливість появи корозії. Вона може виникнути:

• за наявності хлоридних іонів або молекул вільного хлору в нейтральному чи кислому середовищі (погано підібрані засоби санітації);
• у разі, якщо зварювання нержавіючої сталі проводилося над атмосфері інертного газу (наприклад - аргону). Тоді на ділянці, що зазнала впливу високої температури, відбудеться кардинальна зміна властивостей сталі;
• при контакті зі звичайною сталлю. У цьому випадку для появи корозії достатньо контакту з істертою або іржавою ділянкою звичайної сталі.

У результаті підвищення кислотності знижується розчинність частини білків, дубильних і гірких речовин хмелю, проте їх осадженню перешкоджають бульбашки діоксиду вуглецю, що виділяється. Легкі частинки виносяться на поверхню бродячого сусла, і утворюється піна у вигляді завитків різної висоти та форми.

У залежно від зовнішнього виглядубродячого сусла виділяють чотири стадії головного бродіння.

Перша стадія триває близько доби, на поверхні сусла утворюється рівномірний шар білої піни, тому стадія називається забіл. Дріжджі переважно розмножуються і виділення СО2 незначне.

На другій стадії інтенсифікується бродіння, виділення СО2 утворюється щільна піна у вигляді низьких завитків. Стадія низьких завитків триває 2-3 доби.

Далі бродіння протікає бурхливо, висота завитків зростає, діоксид вуглецю виносить на поверхню дубильно-білкові сполуки, хмелеві смоли, які, окислюючись на повітрі, надають завиткам коричневе забарвлення. Відповідно, третя стадія носить назву високих, або коричневих, завитків. Тривалість цієї стадії – 3-4 доби.

Четверта стадія – стадія утворення деки.Внаслідок зменшення кількості цукрів, що зброджуються, і накопичення продуктів бродіння зменшується виділення СО2, завитки опадають, на поверхні утворюється шар низької і густої піни (деки). Відбувається пластівництво дріжджів та їх осідання на дно, молоде пиво освітлюється. Ці процеси тривають близько 2 діб, у цьому головне бродіння закінчується.

Таким чином, загальна тривалість головного бродіння становить 7-12 діб. На швидкість процесу бродіння впливають температура, витрата дріжджів та його активність, склад сусла.

Бродіння здійснюється в бродильних апаратах (танках), ко-

торі розташовані в приміщенні, що охолоджується до 6–8 С. Танки є циліндричними ємностями з напівсферичними днищем і кришкою, виготовлені з нержавіючої сталі або алюмінію, можуть бути розташовані вертикально або горизонтально. Усередині бродильних танківє змійовики для подачі холодної водиабо розсолу з метою підтримки необхідної температури бродіння. СО2, що виділяється при бродінні, збирають і використовують для промислових цілей.

Бродіння здійснюється періодичним або напівбезперервним способом.

У першому випадку бродіння здійснюється в одному апараті, куди одночасно подають сусло та дріжджі. Цей спосіб має ряд недоліків: тривале освітлення молодого пива, недостатня глибина зброджування екстракту та ін, які впливають на якість пива.

Цих недоліків позбавлений другий спосіб, згідно з яким бродіння здійснюється в батареї апаратів, що включає апарат для попереднього бродіння та п'ять бродильних апаратів. В апарат для попереднього бродіння подають сусло та дріжджі, залишають на добу для розмноження дріжджів, потім половину вмісту апарату перекачують у перший бродильний апарат і доливають обидві ємності свіжим суслом. Через 24 години чергову половину вмісту апарату для попереднього бродіння перекачують у другий бродильний апарат і знову доливають ці апарати свіжим суслом. Ці операції повторюють протягом 5 діб до заповнення всіх апаратів. Потім молоде пиво з першого бродильного апарату перекачують в апарат дображивания, а апарат, що звільнився, знову готують для бродіння, потім також надходять з другим бродильним апаратом і т. д.

Доброджування та витримка пива . Основна мета дображивания – насичення пива СО 2 , який надає йому приємного освіжаючого смаку, сприяє піноутворенню, служить консервантом, оберігаючи від розвитку сторонніх мікроорганізмів і контакту з киснем.

При доброживанні протікають самі процеси, як і за головному бродінні, лише повільніше. Це зумовлено нижчою температурою і невисокою концентрацією дріжджових клітин, переважна більшість яких видаляється наприкінці головного бродіння.

Так само, як і при головному бродінні, до кінця дображивания дріжджі, що осідають, захоплюють на дно танка зважені речовини. Однак на цій стадії завис дуже тонка, видаляється повільно, і необхідна тривала стадія витримки пива для задовільного його освітлення і дозрівання. У пиві зникає дріжджовий присмак,

пом'якшується хмелева гіркота, завдяки процесам ефіроутворення, що тривають, пиво набуває приємного смаку і аромату.

Для дображивания використовують шпунт-апарати, оснащені манометром та запобіжним клапаном. Манометр встановлюють на потрібний надлишковий тиск, який при перевищенні заданої величини вирівнюється повільним випуском надлишку діоксиду вуглецю. На початку дображивания шпунтувати (герметично закривати) танки не можна, оскільки повітря, що є у вільному просторі над пивом, може розчинитися в пиві і перешкоджатиме дозріванню. Після того, як повітря витісняється діоксидом вуглецю, апарат шпунтують.

Прискорені способи бродіння та дображивания. Останнім часом все більш поширеним стає проведення процесів бродіння та дображування в одному апараті – циліндро-конічному танк (ЦКТ). Такі апарати, зокрема, встановлені на ВАТ "Криниця".

Циліндро-конічний танк являє собою вертикальний циліндричний апарат з конічним днищем, що має чотири охолодні сорочки в циліндричній частині і одну в конічній.

У ЦКТ подають сусло та дріжджі, і при температурі 10 С починається бродіння. Протягом 2 діб температура підвищується до 14°С та підтримується на цьому рівні. На 5-6 добу бродіння закінчується, конічну частину апарату охолоджують до температури 2°С, викликаючи осідання дріжджів, яке триває близько 2 діб. Далі апарат зашпунтовують і підтримують надлишковий тиск 0,05-0,07 МПа, а температуру пива в усьому апараті доводять до 0,5-1,5 С. ​​У цих умовах протягом 6-7 діб протікає дображивание. Потім дріжджі спускають із конічної частини в окрему ємність, де зберігають при температурі 0-1 С до наступного використання. Пиво після видалення дріжджів ще витримують у ЦКТ близько двох діб. Загальна тривалість бродіння та дображивания становить 13–14 діб.

Прискорити бродіння і дображивание можна підвищенням температури (до 12–15 С), проте при цьому накопичується велика кількістьпобічних продуктів, пиво належним чином не насичується СО2 і його доводиться піддавати карбонізації, що знижує якість пива.

Освітлення та розлив пива. Мета освітлення – видалення з пива твердих частинок (клітин дріжджів, білків, поліфенолів та ін.) для при-

надання йому прозорості, біологічної та колоїдної стійкості без погіршення смаку, аромату та зниження піностійкості. Найкращий ефект освітлення досягається при температурі близько 0°С.

Пиво освітлюють сепаруванням, фільтруванням чи поєднанням цих методів.

Сепарування – високопродуктивний процес, який добре підходить для видалення дріжджових клітин, у тому числі погано флокулюючих. Однак сепарування недостатньо ефективне для часток високої дисперсності, цим способом не можна отримати пиво з блиском.

Найбільш ефективним способомосвітлення пива є фільтрування. Як фільтруючий матеріал найчастіше використовують намивний шар діатомітових порошків, які механічно затримують частинки каламуті. Діатоміт є залишками крем'янистих панцирів одноклітинних водоростей – діатомій.

Якщо після фільтрування пиво виявляється недостатньо насиченим СО2, його піддають карбонізації. Після насичення пива діоксидом вуглецю його витримують протягом 4-12 годин при температурі не вище 2°С та тиску не нижче 0,05 МПа.

Пиво розливають у пляшки (нові або оборотні), виготовлені з прозорого скла оранжевого або зеленого кольору для збереження якості, нові полімерні пляшки, бочки, кегі, автотермоцистерни.

З метою підвищення біологічної стійкості пива проводять низку заходів: пастеризацію пива у пляшках, проточну пастеризацію, холодну пастеризацію.

Пастеризація у пляшках найпоширеніша. Температура пастеризації 60°С витримується у центрі пляшки протягом 15–20 хв, а потім пиво охолоджують. За час теплової обробки у пиві може виникати пастеризований (хлібний) присмак та зростає кольоровість.

Проточна пастеризація пива здійснюється у пластинчастих теплообмінниках, загальний час пастеризації від початку нагрівання до охолодження становить 90-100 с, а витримка пива при температурі пастеризації – близько 30 с. Розлив пива здійснюється в асептичних умоваху стерильну тару. Таке пиво має високу біологічну стійкість, якість не погіршується.

Якщо пиво після проточної пастеризації не охолоджувати та розливати у пляшки, що мають температуру вище 40 С, це перешкоджає спінюванню. Біологічна стійкість пива гарячого розливу мало обмежена.

Останнім часом все більше поширюється фільтрування, що знешкоджує, так звана холодна стерилізаціяпива. Фільтрування через мембранні фільтри дозволяє звільнити пиво від мікроорганізмів, розлив здійснюється у стерильні пляшки. Таке пиво має кращий смак, ніж пастеризоване, та дуже високу біологічну стійкість.

Якісні показники пива

Якість пива оцінюють за органолептичним та фізикохімічним показниками.

Виробляють пиво трьох типів: світле, напівтемне та темне. Екстрактивність початкового сусла для різних сортівпива знаходиться в межах від 8 до 23%. Залежно від екстрактивності, об'ємна частка спирту становить 2,8–9,4%. У всіх типах пива масова часткадіоксиду вуглецю має бути не менше 0,33%, висота піни – не менше 30 мм, піностійкість – не менше 2 хв. Стійкість непастеризованого пива має бути не менше 8 діб, пастеризованого та забезпеченого – не менше 30 діб. Енергетична цінністьпива в залежності від екстрактивності початкового сусла знаходиться в межах

1200-3500 кДж/кг.

Органолептичну оцінку пива здійснюють за 25-баловою системою. Пиво має бути прозорим, без осаду та сторонніх включень, мати чистий смак та аромат із хмелевою гіркотою, без сторонніх запахів та присмаків.

Одержання безалкогольного пива

Останнім часом досить широкого поширення набуло виробництво та вживання безалкогольного пива. Це пов'язано з низкою причин: відданість здоровому образужиття, релігійні заборони, неможливість вживати алкогольні напої при керуванні автомобілем.

Мембранні методи передбачають використання напівпроникних мембран, можуть бути по-різному організовані. При зворотному осмосі вода та спирт, проходячи через мембрану, видаляються з пива. Для встановлення необхідної густини в пиво додають знесолену та деаеровану воду. Діаліз забезпечується під час використання мембран як порожнистих волокон, якими продавлюється пиво. У зворотному напрямку волокна обтікає вода, у яку переходить спирт.

Термічний метод полягає у випаровуванні спирту при розрідженні.

Придушення утворення спирту при бродінні досягається такими способами:

– застосуванням спеціальних дріжджів ( Saccharomyces ludwigii), які зброджують фруктозу та глюкозу, але не зброджують мальтозу;

– забезпечення контакту дріжджів з суслом за дуже низьких

температурах (< –2 С), когда спирт практически не образуется, а жизнедеятельность дрожжей способствует появлению пивного аромата и исчезновению вкуса сусла;

– переривання бродіння при досягненні концентрації спирту 0,5% про. шляхом фільтрування або центрифугування дріжджів або пастеризацією пива у потоці;

– застосування іммобілізованих дріжджів, що дозволяє керувати процесом бродіння, регулюючи температуру, швидкість проходження сусла та ін.

Використання відходів пивоварного виробництва

Зернові відходи, що утворюються при очищенні та сортуванні зерна, а також сплав зерна, що формується на стадії миття, що включає неповноцінне зерно, солому, м'яку, використовують у кормових цілях.

На корм худобі також використовують пивну дробину, яка виділяється на стадії фільтрування та містить білкові речовини, жири, мінеральні речовини. Дробина має високу вологість (близько 88%), тому має бути використана протягом 24 год.

Хмелева дробина містить велику кількість гірких речовин, тому найчастіше її використовують як добрива.

Солодові паростки містять гіркі речовини та речовини зі специфічним запахом, що ускладнює їх використання у кормових цілях. Присутність у ростах біологічно активних та поживних

речовин (ферменти, стимулятори росту, вітаміни, клітковина, жири, мінеральні речовини та ін.) зумовило їх використання як компонент поживних середовищ для вирощування мікроорганізмів у біотехнологічних виробництвах.

Залишкові дріжджі, що осідають при бродінні та доброживанні, використовують як насіннєві. Оскільки відбувається приріст дріжджів, утворюються надлишкові дріжджі. Високий вміст у дріжджових клітинах вітамінів та ферментів зумовило застосування залишкових дріжджів у виробництві ферментних та лікувальних препаратів.

Діоксид вуглецю, що виділяється при бродінні пивного сусла, збирають та застосовують для власних потреб пивоварного виробництва, а також у виробництві безалкогольних напоїв, мінеральних вод, газованих вин і соків у фармацевтичній промисловості.