В'єтнамське пиво. Традиційний принцип роботи бродильних танків та великих ємностей

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 шляхом утримувала в пиві вуглекислий газ, граючи роль своєрідної кришки і в якійсь мірі 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 надає негативний впливна 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, її складові 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 технологіїпо країнах та континентах. 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 бочкичи 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 танкщо, власне, і зробив 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 за підвищеного 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 обробкалиста 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 щодо Росії та країн СНД кандидата технічних наук В. Тихонова, виготовлення ЦКТ — складне виробничий процес, що включає в себе безліч операцій, таких як розкочування рулонного матеріалу, розрізання, стикування, вирівнювання листів, зварювання, шліфування, розкривання заготовок, штампування відбортовок конусів і кришок, скручування конусів, шліфування, складання обичайки, виготовлення опорної юб 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 збиранні 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.

Спиртове бродіння цукрів сусла під впливом ферментів дріжджів є основним процесом у виробництві пива. Головне бродіння і дображивание пива здійснюється, переважно, за двома схемами: за періодичною – з поділом процесу бродіння на головне бродіння і дображивание, і навіть по прискореної – з поєднанням головного бродіння і дображивания щодо одного цилиндроконическом бродильному апараті.

Спосіб безперервного бродіння пива полягає в переміщенні з певною швидкістю сусла, що зброджується, і молодого пива в системі з'єднаних між собою бродильних апаратів і апаратів для дображивания при безперервному припливі свіжого сусла в головний бродильний апарат і відтоку пива з останнього апарату.

Необхідна концентрація дріжджів в суслі, що зброджується забезпечується безперервним надходженням дріжджів в головний апарат системи з дріжджегенератора і додатковим розмноженням дріжджів в апаратах бродіння. Перед перекачуванням молодого пива на дображивание частина дріжджів відокремлюється сепаратором.

Бродильний апарат типу ЧБ-15 використовується для головного бродіння сусла і є герметичною прямокутною судиною, всередині якої є охолоджуючий змійовик для відведення теплоти, що виділяється при бродінні. Горизонтальний циліндричний танк Б-604 призначений для головного бродіння пивного сусла під тиском. Танки типів ТЛА і ТАВ застосовуються для дображивания молодого пива або зберігання готового пива і є горизонтальний і вертикальний циліндричні апарати зі сферичними днищами.

Всі бродильні апарати мають відповідну арматуру для відведення діоксиду вуглецю, що виділяється під час спиртового бродіння. Бродильні апарати, що використовуються для головного бродіння, виготовляють відкритого або закритого типу, останні забезпечують стерильність сусла при бродінні та можливість відбору вуглецю діоксиду для подальшого його використання.

Бродильний апарат ЧБ-15(рис. 23.2) являє собою герметичний прямокутний посуд із закругленими кутами стінок і днища. Усередині апарату є змійовик 1 , яким через отвір 7 надходить розсіл або охолоджена вода. Апарат має патрубок 2 для сусла, пробку 3 для зливу залишків сусла, люки 4 і 5 для миття апарату та патрубок 6 для відведення діоксиду вуглецю.

Апарати підлягають обов'язковому захисному покриттю епоксидними смолами, спиртово-каніфольним лаком, застосовуються поліетиленові покриття та ін.

Прямокутні бродильні апарати найбільш повно використовують приміщення бродильного цеху, заповнюючи всю його площу, за винятком необхідних обслуговування проходів. Корисна висота чанів зазвичай приймається до 2 м-коду.

Танки Б-604(Мал. 23.3) призначені для головного бродіння пивного сусла під тиском. Апарат головного бродіння є горизонтальною циліндричною посудиною. 1 зі сферичними днищами, встановлений на чотирьох опорах. Зверху апарат має повітровідвідну трубку 5 , Що служить контролю за процесом бродіння сусла. На одному з днищ є люк 3 з кришкою та кран 2 для подачі та спуску сусла. Усередині танка розташовується змійовик, що охолоджує 6 . Для відведення вуглекислого газу є спеціальна арматура 4 .

Мал. 23.2. Апарат бродильний ЧБ-15

Танки для бродіння типу Б-604 виготовляються місткістю 8-50 м 3 .

Танки табірні типу ТЛА(Мал. 23.4) призначені для дображивания, освітлення молодого пива та зберігання фільтрованого пива під тиском до 0,07 МПа. При відповідному покритті внутрішніх поверхонь танків допускається зберігання в них цукрового сиропу, вина та молока.

Апарат для дображивания є горизонтальною циліндричною посудиною, що складається з корпусу. 1 зі сферичними днищами 5 і 6 . На днищі знаходиться люк 3 для санітарної обробки танка Для наповнення танка та виходу продукту внизу розташований бронзовий кран 2 . Для відведення діоксиду вуглецю служать спеціальна арматура 4 та шпунт-апарат 7 . Танк встановлюється на трьох опорах.

Мал. 23.3. Апарат головного бродіння пива Б-604

Мал. 23.4. Танк для дображування молодого пива алюмінієвий типу ТЛА

Танки для дображивания типу ТЛА виготовляються місткістю 8-80 м 3 . Окрім горизонтальних танків для дображивания молодого пива виготовляють вертикальні типу ТЛА місткістю 4…9 м 3 .

Для виготовлення бродильних апаратів та танків для доброжування крім вуглецевої листової сталі застосовують листовий харчовий алюміній марок А0, А5 з вмістом домішок не більше 0,5% та кислотостійку сталь марки Х18Н10Т.

Мал. 23.5. Танк табірний алюмінієвий вертикальний М7-ТАВ

Поверхня апарату з алюмінію та нержавіючої сталі не покривається захисними покриттями та легко очищається від забруднень. Алюмінієві апарати при встановленні на чавунні опори повинні мати надійну ізоляцію, щоб уникнути руйнування алюмінію через електрохімічний процес між металами.

Танк М7-ТАВ(рис. 23.5) являє собою вертикальну циліндричну посудину з днищами сферичної форми, що складається з корпусу 1 , крана спускного 2 , хрестовини 4 для кріплення шпунт-апаратів, трубки повітроводу 5 , кришки люка 3 та пробного крана 6 . Танк під час монтажу встановлюється на чотирьох опорах.

Танки для дображивания М7-ТАВ виготовляються місткістю 8-25 м 3 .

Апарати, що застосовуються для бродіння та дображивания пива, виготовляють із металу та залізобетону, а також з листового харчового алюмінію (табл. 23.1).

Прискорений періодичний спосіб бродіння полягає в тому, що в циліндроконічному бродильному апараті з швидким управлінням седиментацією і виведенням з нього осілих дріжджів поєднані головне бродіння з дображиванием, прискорене дозрівання (витримка) і освітлення пива, а також систематично здійснюється перемішування зброджуємо а потім діоксидом вуглецю та збільшується кількість посівних дріжджів до 2 л на 1 гол сусла.

На рис. 23.6 подано бродильний апарат для прискореного виробництва пива. Бродильні апарати 5 попередньо дезінфікують і стерилізують, а потім у них з апарату 1 подають охолоджене сусло. Температура бродіння світлих сортів пива 3...4 °С, темних 4...5 °С. Максимальна температура бродіння 9 °С. Дріжджі низового бродіння готують в апараті чистої культури 3 , який також охолоджується рідиною, що циркулює у зовнішньому кожусі. Зрілі дріжджі витісняються з апарату стерильним стисненим повітрям або діоксидом вуглецю в апарат для розведення дріжджів 4 .

З настанням бродіння повітря повністю витісняється діоксидом вуглецю з бродильного апарату та простору над суслом в атмосферу. Діоксид вуглецю без домішки повітря направляють у газомір, а звідти перекачують насосом через очисну батарею, компримують до 0,2…0,3 МПа і збирають у збірнику.

Після закінчення бродіння, коли дріжджі починають осідати, конус апарату охолоджують, що прискорює осідання дріжджів. Пиво в апараті знаходиться під тиском 0,15 МПа, а дріжджі при цьому ущільнюються і при відкритті вентиля витісняються у вигляді густої маси через гумовий рукав у дріжджову ванну.

Мал. 23.6. Принципова схема бродильного апарату для прискореного виробництва пива

Таблиця 23.1. Технічна характеристикабродильних апаратів та танків

Показник	ЧБ-15	Б-604	ТЛА	М7-ТАВ
Повна місткість, м 3	15,0	10,0	10,0	12,5
Внутрішній діаметр, м	–	2000	1800	1800
Діаметр охолоджуючого змійовика, м	0,05	0,07	–	–
Діаметр суслопроводу, м	0,05	0,07	–	–
Температура бродіння, °С	6	4	1	1
Тиск в апараті, МПа	–	0,07	0,07	0,07
маса, кг	2150	540	490	580

Мал. 23.7. Циліндроконічний бродильний апарат (ЦКБА)

Бродіння 12%-ного сусла триває 8...10 діб, потім слідує період дозрівання пива (3 діб) з біохімічним перетворенням низки речовин, властивих букету молодого пива.

Потім пиво повільно охолоджують до 1…0 °З обробляють (карбонізують) діоксидом вуглецю під тиском 0,14 МПа протягом 12 год і наступні 12 год витримують у спокої для осідання дріжджів і освітлення. Під тиском 0,17 МПа пиво з бродильного апарату через фільтр 2 (див. рис. 23.6) подається на розлив.

Спосіб прискореного отримання Жигулівського пива в циліндроконічних бродильних апаратів (ЦКБА)(рис. 23.7) полягає в тому, що в одній посудині великого об'єму (від 100 до 150 м 3 і більше) з добовим заповненням його суслом (8…9 °С) і дріжджами поєднують два щаблі: головне бродіння та дображивание, які продовжуються протягом 14 діб замість належних 28 для Жигулівського пива. Апарат забезпечений термометром опору 1 , миючою головкою 2 , краном для відбору 3 , місцем для кріплення шпунт-апарату 4 . З першим освітленим суслом (перше варіння) в конічну частину задають всі насінні дріжджі, що сильно зброджують (300 г вологістю 75 % на 1 гол сусла). Спочатку 50% сусла аерують стерильним повітрям, що забезпечує вміст 4...6 мг 2 /мл сусла.

Протягом перших двох діб підтримується температура бродіння від 9 до 14 °С, яка зберігається до досягнення видимого кінцевого ступеня зброджування. Температура регулюється трьома поясами виносних зовнішніх сорочок з холодоагентом, охолодженим лише до мінус 6 °С. При досягненні вмісту сухих речовин у пиві 3,5…3,2 % апарат шпунтується при надмірному тиску. Закінчення бродіння визначають припинення подальшого зниження масової частки сухих речовин у пиві протягом 24 год. Зазвичай на п'яту добу досягається кінцева масова частка 2,2 ... 2,5% сухих речовин. Після цього холодоагент подають у сорочку конуса для охолодження та утворення щільного осаду дріжджів за температури 0,5…1,5 °С. У циліндричній частині температура 13 ... 14 ° С зберігається протягом 6 ... 7 діб. Ця ж температура сприяє відновленню діацетилу в ацетоїн. Потім температура пива (0,5…1,5 °З) вирівнюється сорочками у всій циліндричної частини ЦКБА. При цьому шпунтовий тиск у ЦКБА підтримується рівним 0,05 ... 0,07 МПа протягом 6 ... 7 діб. Через 10 діб з початку бродіння проводять перший знімання дріжджів зі штуцера конічної частини ЦКБА. Перед освітленням пива проводять друге знімання дріжджів, а потім пиво подають на сепарування та фільтрування. Додаткове охолодження готового пива (2 °С) у збірниках проводять при 0,03...0,05 МПа, витримують протягом 12...24 год. і розливають. З використанням ЦКБА випускають пиво з масовою часткоюсухих речовин у початковому суслі 11, 12 та 13%.

Таким чином, у процесі бродіння в ЦКБА завдяки великому одиничному об'єму апарату, суміщенню головного бродіння та дображування в одній посудині, використанню підвищених температурибродіння та обсягу посівних дріжджів тривалість процесу скорочується приблизно вдвічі.

Найбільш економічно проводити бродіння та дображивание пива прискореним способом в одному циліндроконічному бродильному апараті, виготовленому з нержавіючої сталі з полірованою внутрішньою поверхнею.

Цей апарат має чотири охолодні сорочки в циліндричній частині і одну в конічній (табл. 23.2).

Таблиця 23.2. Технічна характеристика циліндроконічних бродильних апаратів

Примітка.Для всіх марок тиск в апараті по 0,7 МПа, у сорочках по 0,4 Па, температура холодоагенту – 8 °С.

Горизонтальні бродильні танки завантажують інтенсивно аерованим суслом на 75-80%, очищеним від осаду суспензій охолодженого сусла не менше ніж на 50%. Внесення дріжджів зазвичай здійснюють лише на рівні 0,5-1,0 л/гл. Для отримання CO2 "відкрите" або "закрите" бродіння проводять при максимальних температурах 8-9 °С. При цьому виникає сильна конвекція, що зумовлює прискорене перебіг бродіння в порівнянні з бродильними чанами, і зброджування до вмісту залишкових екстрактивних речовин скорочується приблизно на добу.

Циркуляція пива посилюється завдяки розміщеним зовні охолодним кишеням. Підтримка максимальної температури здійснюється верхньою системою охолодження, а для охолодження до кінцевої температури протитечією включається друга система охолодження. Осадження дріжджів у таких ємностях іноді становить труднощі через сильнішу конвекцію. Для осідання їм потрібно більше часу і таким чином нівелюється зазначений вище виграш у часі. З метою покращення осадження дріжджів конвекція повинна завершуватися приблизно за 24 години до перекачування пива на дображивание, тобто до цього моменту кінцева температура повинна бути вже досягнута. Формуванню дріжджового осаду сприяє зона охолодження в нижній точці танка. Позитивний ефектможе навіть дати подальше зброджування, очікування осідання дріжджів при температурі 3-5 °С, а потім змішування з необхідною для дображивания завитків. Без цього вміст дріжджів у пиві, перекачаному з залишковим екстрактом, становить близько 20-30 млн клітин/1 мл, і найчастіше таке пиво характеризується дріжджовим або гірко-дрожжевим присмаком.

Внаслідок підйому бульбашок CO2 відбувається хороше формування деки. Протягом одноденної паузи на седиментацію вона зазвичай не опадає і при перекачуванні пива на доброжіння осідає на стінках ємності. Вміст гірких речовин у молодому та готовому пиві, отриманому у закритих ємностях, приблизно на 10 % вище, ніж у пива, отриманого у відкритих ємностях. Збір дріжджів у довгих ємностях робити трохи важче, проте задовільний результат можна отримати або за допомогою телескопічного черпака шляхом змучування водою, або, врешті-решт, при обході танка, для чого доцільно встановити в задній стінці торцевій танка додатковий люк. Так як у дріжджах містяться компоненти деки, її необхідно очистити за допомогою вібросу. В окремих шарах збродженого пива вміст дріжджів може бути різним, тому потрібно забезпечити наскільки можна рівномірний розподіл молодого пива.

Вертикальні бродильні танки циліндроконічної конструкції завантажуються так само, як і горизонтальні танки. Завдяки підйому бульбашок CO2 виникає конвекція, що посилюється під дією охолодження. Підключення лише верхньої зони охолодження викликає більш сильну конвекцію, ніж підключення кількох зон або поверхні охолодження в циліндричній частині танка. Підйом бульбашок (його швидкість становить близько 0,3 м/с) стимулює контакт дріжджів з субстратом і тим самим збільшує швидкість бродіння і процеси, що протікають при цьому. Це пояснює, незважаючи на велику висоту, виняткову однорідність рідини, що зброджується. У таких танках при бродінні відбувається чудове осадження дріжджів. Вже під час інтенсивної фази спрямований вгору турбулентний потік захоплює трохи менше дріжджів, ніж потік, що йде вниз (у тому випадку, якщо конусна частина трохи охолоджена). Охолодження нижньої частини знижує турбулентність, чим сприяє осіданню дріжджів. Кількість дріжджів, що дозуються в об'ємі близько 0,71 л, на стадії високих завитків може становити 70-75 млн клітин.

Перед перекачуванням пива на доброживання залежно від технології біомаса дріжджів зростає в 3-3,5 рази. Як ми вже зазначали, окремі шари субстрату, що бродить, не відрізняються ні за ступенем зброджування і температурою, ні за змістом. побічних продуктівбродіння. Зміст CO2 внаслідок конвекції однаково навіть у дуже високих танках, і доки існує конвекція верхня та нижня зона не розрізняються за вмістом дріжджів (їхня вища концентрація відзначається лише в конусній частині). Ці фактори конвекції та тиску є причиною того, що виділення гірких речовин, як і в розглянутих вище горизонтальних танках, на 10-15% нижче, ніж у відкритих чанах. Тривалість бродіння при звичайних температурах 8-9 ° С становить всього 5-6 діб (якщо не потрібно додаткового часу для досягнення кінцевого ступеня зброджування та осідання дріжджів).

Збір дріжджів відносно не складний - вони спускаються з конусної частини бродильного танка після короткого інтенсивного зливу для видалення забруднень (суспензій і мертвих дріжджових клітин) доти, доки за кольором рідини стане ясно, що можна переключатися на табірний танк. Для запобігання захопленню пива дріжджі слід знімати повільно (протягом 60-80 хв). Їхню консистенцію можна назвати кашоподібною, проте в результаті зменшення тиску стовпа рідини в бродильному танку відбувається відповідне збільшення обсягу і дріжджі стають спіненими.

Технологія перекачування пива на доброживання чи інші технологічні операціїпри доброжитті залишаються традиційними. Якщо перекачування здійснюється з залишковим екстрактом, то охолодження протитечією (наприклад, з 9 до 5 °С) за 24 години у поєднанні з утворенням CO2 дозволяє підтримувати хорошу однорідність молодого пива завдяки зниженню за цей час екстрактивності на 0,5-0,8 %. Зміст дріжджів на момент перекачування пива на дображивание однаково і становить 10-15 млн клітин. Якщо це пиво розподіляється між танками відповідного об'єму за допомогою змішувача таким чином, що в кожен танк в даний момент часу надходить однакове пиво, вміст усіх танків гарантовано характеризується одними і темп ж властивостями. На початку перекачування пива на дображивание завжди відбувається захоплення дріжджів зі стін конуса. Доброджування протікає, як і в інших бродильних ємностях, причому дріжджі осідають трохи швидше.

З технологічної точки зору скорочений цикл бродіння не є ідеальним (перекачувати пиво доводиться у вихідні дні або наприкінці тижня). Крім того, отримання необхідної якості молодого пива (за екстрактивністю, вмістом дріжджів і т. д.) представляється скрутним, особливо якщо в один день необхідно проводити перекачування декількох танків, так як зсув, наприклад, на 6 год може призвести до великих змін цих значень . У такому разі вважається за доцільне продовжувати зброджування та седиментацію дріжджів, а доброжування проводити за рахунок використання завитків. Якщо, наприклад, перекачування пива на доброживання здійснюється на день пізніше, але при цьому ще підтримується температура 4,0-5,0 ° С, то ступінь зброджування виявиться на 3-6% нижче кінцевого значення, а вміст дріжджів знизиться з 10 млн клітин до 2-3 млн. У зв'язку з цим слід забезпечити однорідний розподіл молодого пива та рівномірне змішування із завитками (10-12 % зі ступенем зброджування 25-35 % та кількістю дріжджових клітин понад 50 млн). Завдяки цим заходам до початку дображивания досягається нормальний рівень екстрактивності та вмісту дріжджових клітин. Доброджування в цьому випадку незалежно від залишкової кількості дріжджів починається добре, а пиво має м'який, приємний смак і на відміну від «нормально» пива пива допускає більше високий вмістгірких речовин.

Розмір танка має бути таким, щоб його можна було заповнити за півдня. Для великих танків цього досягають завдяки узгодженню тривалості перекачування з танка для внесення дріжджів або флотаційного танка. Якщо ж заповнення триває дуже довго, то через вищу температуру внесення дріжджів і бродіння виникає сильна турбулентність в активній фазі, порівнянна з умовами бродіння при перемішуванні. Пиво при цьому набуває «порожнього» смаку, оскільки дуже швидко виділяється. велика кількістьбілка, утворюється менше летких кислот і виникає несприятливе співвідношення складних ефірів та вищих спиртів. Утворюється більше «загального діацетилу», оскільки його максимальний вміст досягається на 1-2 діб пізніше, і зниження його вмісту до кінця бродіння або дозрівання є серйозними проблемами.

Тому недоцільно проводити одноразове внесення дріжджів у перше варіння та доливання. насіннєвих дріжджівпротягом 24 год навіть за інтенсивної аерації. Якщо ж в останніх варіннях партії пива відмовитися від введення повітря, то це може спричинити розшарування пива: вже зброжена і, відповідно, легша частина стовпа рідини перебуватиме у верхній частині танка, тоді як у нижній частині зниження екстрактивності ще не спостерігається. Це зниження екстрактивності настає лише з посиленням конвекції внаслідок охолодження верхньої (збродженої) частини рідини, що небезпечно за мікробіологічними показниками.

З урахуванням вищевикладеного рекомендується вищеописана технологія перекачування: якщо варіння, в які дріжджі були внесені першими (з трохи зниженою температурою і кількістю внесених дріжджів), знаходяться у відділенні для внесення дріжджів 16 год, то останні варіння (з вищою температурою і кількістю перекачують вже через 4-6 годин. До моменту змішування температури повинні вирівнятися. При прямому внесенні дріжджів у великий танк існує можливість розпочати процес при знижених температурах і кількості внесених дріжджів, підвищуючи їх у процесі заповнення танка.

Так як цьому процесу не передує освітлення холодного сусла, то бажано, щоб до внесення насіннєвих дріжджів доливом в наступне варіння були видалені звести гарячого сусла, що за цей час осіли в конусній частині шляхом обережного відмучування. Якщо через прискорене заповнення танка це неможливо, то цю операцію слід виконати через 6-8 годин після повного заповнення. Це є додатковою стадією очищення, яка благотворно впливає на властивості пива та дріжджів.

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.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Однокласники

Google+