на каком этапе приготовления пива образуется хмелевая дробина
Азбука пивоварения: основные этапы производства пива
Многие любители пива зачастую не знают, как производится этот напиток. Журнал The Beer Connoisseur подготовил статью, в которой кратко описываются основные этапы производства пива. Pivo.by публикует перевод материала.
Пивоваренный солод. Фото: Financial Tribune
Солод
Пивоварение начинается с ячменя, пшеницы, овса или ржи, пророщенных в солодовом цеху. Затем зерно сушится в сушилке и иногда обжаривается, причём этот процесс, как правило, осуществляется в отдельном от пивоварни помещении. В здании пивоварни солод пропускают через дробилку, чтобы раскрыть оболочку зёрен. Это помогает извлечь больше крахмала в процессе затирания. На крупных пивоварнях также применяется замачивание перед дроблением.
Сочетание различных видов зерна в процессе пивоварения часто называют балансом зерна.
Затирание
Первым этапом в процессе пивоварения является затирание, при котором дроблёный солод (крупку) помещают в заторный котёл. Затирание — это процесс смешивания крупки с водой и нагревания полученной смеси до температуры от 40 до 80 ºC. При затирании натуральные ферменты, содержащиеся в солоде, расщепляют крахмалы, превращая их в сахара, которые впоследствии становятся спиртом. Этот процесс занимает в среднем от одного до двух часов. Температуру затирания можно постепенно увеличивать, а можно оставить затор при определённой температуре по усмотрению пивовара. При разных температурах активируются различные ферменты, что влияет на извлечение белков и сбраживаемых сахаров. Белки играют менее важную роль, однако важны для образования пены в готовом пиве. Для нагревания в большинстве пивоварен используется пар.
Настойный и отварочный способ затирания
Вода смешивается с крупкой одним из двух способов: настойным или отварочным. При затирании настойным способом зерно нагревается в одной ёмкости (заторном чане); при затирании отварочным способом часть затора извлекается из заторного котла и варится в отдельной ёмкости, а затем возвращается обратно к изначальной смеси. Некоторые пивовары повторяют этот процесс два раза (двухотварочное затирание) и даже три раза (трёхотварочное затирание).
Получившаяся в процессе затирания жидкость, состоящая из сахаров и воды, называется суслом.
(Примечание: при варке пива из солодового экстракта используется концентрированный солодовый сироп или порошок, состоящий из дроблёного зерна, который смешивается с горячей водой для приготовления сусла. Этот метод чаще всего используют для варки пива в домашних условиях, что позволяет пропустить шаги, необходимые для отделения пивной дробины от сусла).
Сцеживание
Сцеживание или фильтрация сусла — это процесс максимально эффективного отделения сусла от пивной дробины. Как правило, он осуществляется в отдельном чане для сцеживания, хотя в настоящее время процесс фильтрации затора доступен как крупным, так и мелким пивоварням.
В дне чана для сцеживания имеются круглые или продольные отверстия, а также отверстия для слива. Твёрдые частички из затора остаются на дне и образуют фильтр для сусла.
Процесс сцеживания состоит из трёх этапов: мэш-аута, рециркуляции и промывания. Мэш-аут заключается в нагреве затора до 76 ºC, что останавливает ферментативные реакции и сохраняет в сусле сбраживаемые сахара, а также делает сусло менее вязким, облегчая дальнейшую работу.
Затем осуществляется рециркуляция сусла и формируется фильтрующий слой, при помощи которого от сусла естественным образом отделяются частицы зерна, что делает сусло более прозрачным.
Как только сусло очистится, оставшуюся дробину, состоящую из шелухи и частиц, образовавшихся в процессе затирания, необходимо промыть. Промывание дробины осуществляется тёплой водой, чтобы получить из дробины как можно больше сахаров для сусла.
После промывания дробину, как правило, перерабатывают в корм для скота и свиней либо используют при производстве хлеба.
Кипячение
Получив сусло, его стерилизуют при помощи кипячения в котле. При этом активность ферментов приостанавливается, а жидкость испаряется. При варке, которая, как правило, длится от 60 до 120 минут, добавляется хмель.
Фото: +Russ
Охмеление
Вкус, аромат и горечь, которую хмель придаст пиву, зависят от того, на каком этапе он будет добавлен. Хмель можно добавлять в самом начале варки для придания большей горечи: чем больше времени он будет вариться, тем более горьким будет напиток. В середине варки хмель добавляют для более яркого вкуса, а в конце — для вкуса и аромата.
Хмель также можно добавлять после варки при вихревом перемешивании (вкус/аромат), ферментации (сухое охмеление для аромата) или созревании (сухое охмеление для аромата).
Вихревое перемешивание
По окончании варки осуществляется вихревое перемешивание, позволяющее сделать сусло ещё более прозрачным в результате удаления белков и частичек хмеля, которые оседают на дне. Эти частички называют осадком. Для вихревого перемешивания можно использовать варочный котёл, однако на многих пивоварнях для этого имеется специальная ёмкость.
Хмелеотделитель — это ёмкость для вихревого перемешивания, в которой имеется отдельная камера с хмелем для фильтрации осадка. Это позволяет придать суслу более яркий хмелевой аромат. Хмелеотделитель часто используется, когда при варке добавляются целые шишки хмеля. Стандартный вихревой чан лучше применять для отделения осадка, образующегося при использовании гранулированного хмеля.
Далее для охлаждения сусла до температуры, подходящей для ферментации, применяется теплообменный аппарат. Нагреваемая в нём вода часто используется для начала нового цикла пивоварения.
Ферментация
Сусло перекачивается в ферментационный чан, и в него вносятся (добавляются) дрожжи. Этот этап называется основным брожением — происходит превращение сахаров в спирт и углекислооту. В результате получается эль или лагер, в зависимости от используемых дрожжей. (При производстве гибридных сортов пива также используется один из этих двух видов дрожжей).
После добавления дрожжей при правильной температуре пиво обычно держат при температуре от 15 до 20 ºC (эль) или 10 ºC (лагер). В процессе превращения сахара в спирт при помощи дрожжей выделяется тепло, и этот процесс должен находиться под строгим контролем. Более высокая температура при использовании дрожжей для эля приводит к более активному образованию ароматных органических соединений — эфиров.
Созревание
В процессе выдержки эль и лагер созревают и приобретают окончательный вкус, а количество побочных продуктов ферментации уменьшается. На этом этапе также может осуществляться сухое охмеление для достижения более выраженного аромата. Большую сложность вкусу можно придать при помощи других методов, в том числе выдержки в бочках.
Холодное хранение пива в течение 30 дней, известное как лагерирование, определяет основные отличия лагера по сравнению с элем: большую прозрачность и другой вкус.
Для производства лагеров также используется метод вторичного брожения, который называют немецким словом «кройзенинг». После того как ферментированное «молодое» пиво перекачивают в ёмкости для холодного хранения, в него добавляют активно ферментируемое пиво с добавленными в него дрожжами. Эта дополнительная порция дрожжей активирует процесс образования диоксида углерода и способствует устранению нежелательных последствий главного брожения — диацетила (или вкуса сливочного масла) и других соединений.
Процесс выдержки может длиться от одной до шести недель, а иногда и дольше. В зависимости от стиля пивовар может отфильтровать оставшиеся дрожжи или другие частички, содержащиеся в пиве, а затем поместить его в резервуар дозревания. Для придания пиву большей прозрачности и увеличения срока годности может осуществляться пастеризация.
Пивоварня Fort Point. Фото: Matthew Ankeny
Розлив и карбонизация
После завершения процесса брожения пиво необходимо разлить в кеги или бутылки и газировать, либо естественным образом, либо принудительно. При принудительной карбонизации CO 2 подаётся в ёмкость под высоким давлением, чтобы насытить напиток углекислым газом. Принудительная карбонизация применяется чаще, так как позволяет ускорить процесс и делает пиво ещё более прозрачным.
На этапе брожения для карбонизации также можно применять «кройзенинг». Кроме того, для этого также применяется выдержка в бутылках или добавление небольшого количества сахара и дрожжей при розливе в бутылки.
Эксперименты
Эксперименты — это душа пивоварения, и менять можно любые аспекты процесса — ингредиенты, температуры затирания и брожения, а также их длительность.
Показатели
Ключевые показатели, определяемые при помощи приборов для измерения плотности жидкостей, помогают пивоварам контролировать процесс ферментации.
Технология производства пива
Светлое, темное, лагер, эль, фильтрованное, нефильтрованное, массовое, крафтовое… Этот список можно продолжать, и все это будет один-единственный напиток, который любят во всем мире, — пиво. Мы привыкли покупать его в магазине, пить в пабах, пробовать, отдыхая на природе, просматривая фильм и тому подобное.
А никогда вам не было интересно заглянуть за кулисы пивоварни и увидеть собственными глазами, как собственно происходит сакральный процесс пивоварения?
Если коротко, стадий приготовления пива не так уж и много, но в среднем для его приготовления нужно минимум 17 суток. В течение этого времени с сырьем происходит ряд метаморфоз, после которых мы и можем наслаждаться таким количеством разновидностей пива.
Схема производства пива
Собственно, это и есть ключевые этапы пивоварения. На первый взгляд они малопонятные, но дальше мы расскажем более подробно, что происходит на каждом из них.
Подготовка солода
Любое производство пива имеет два основных блока — горячий и холодный. В горячем блоке делается сусло, из которого уже потом, после процесса брожения, получается пиво. Именно здесь происходит старт процесса приготовления напитка.
Затирание и фильтрация солода
Солод (пророщенные, а затем высушенные зерна ячменя) измельчают и смешивают в заторных чанах с теплой водой, и выдерживают при строго указанных температур и пауз. Это процесс затирки, во время которого весь крахмал, содержащийся в солоде, превращается в сахара, мальтозу, глюкозу и другие вещества.
Например, на пивных заводах заторный чан может вместить 6 тонн солода. К тому же, в отличие, от других пивоварен, здесь имеют уникальную технологию для каждого бренда, а не делают одно материнское сусло под несколько сортов пива.
Потом это идет в фильтрационный чан, где измельченный солод отделяется от сусла. Далее оно направляется в сусловарный котел и кипятят. Далее в сусло добавляют хмель. В начале добавляется горький хмель, а потом — ароматический.
Бывает такое, что пивоварни вместо ароматического хмеля используют хмелевые масла и экстракты.
Каждый сорт пива имеет свою рецептуру и программу приготовления. Процесс полностью автоматизирован, а вмешательство человека сведено практически к нулю.
Кипячение, осветление, охлаждение и аэрация сусла
Во время кипячения с сусла испаряются лишние ароматические соединения; оставшиеся белки в сусле, сворачиваются; горькие вещества и ароматические масла хмеля переходят в сусло.
А затем в специальном чане — вирпуле — сусло осветляется, чтобы пойти дальше максимально чистым.
Это финальный этап, который происходит в горячем блоке. После этого сусло охлаждают до температуры, которая нравится дрожжам, и дальше в игру вступают именно они.
Брожение и созревание
В самом начале пивные дрожжи находятся в малой пробирке. В лаборатории в эту пробирку добавляют стерильное пивное сусло, обогащенное кислородом — дрожжам настолько нравится такая атмосфера, что они беззаботно потребляют сахара сусла и размножаются. Собственно так начинается процесс пропагации.
Когда биомасса дрожжей нарастает, и им становится тесно, их переносят в большую емкость — сначала в колбы, а затем на производство в пропагаторы, каждый раз добавляя сусло. Дрожжи разводятся поэтапно — от одного пропагатора к другому, где должны быть соблюдены все условия по определенному графику. Каждый следующий пропагатор больше предыдущего.
Процесс повторяется пока количества дрожжей не будет достаточно для брожения необходимого количества пива. Кстати, в каждом виде дрожжей процесс размножения уникален. Если на каком-то из этапов что-то случается, пропагация прекращается и дрожжи разводят сначала.
Дрожжи есть двух типов — верховыми и низовыми. Низовые — это дрожжи, которые после брожения спускаются вниз, а верховые — те, которые после брожения, поднимаются вверх. Эли и пшеничные сорта делают из верховых дрожжей, а лагерное пиво — с низовых.
ЦКТ — визитная карточка любого пивоваренного завода. В ЦКТ проходит процесс брожения и созревания пива, сюда попадает сусло с дрожжами.
В ЦКТ в больших масштабах проходят те же процессы, что и в пропагаторе. Во время брожения в сусле первым заканчивается кислород, но для дрожжей он не нужен.
Теперь и начинается процесс брожения, когда дрожжи активно потребляют сахара сусла, образуя спирт и выделяя диоксин углерода и тепло. Спустя некоторое время заканчивается сахар и тогда начинается процесс дображивания / созревания пива.
У каждого сорта пива процесс брожения происходит по-разному. Например, для пива стандартных лагеров это 7 дней, затем еще 3 суток оно постепенно охлаждается, и еще минимум 7 дней созревает. То есть изначально от производства и до момента, когда его можно употреблять, проходит не менее 17 суток.
Для того, чтобы дрожжи не теряли свою жизнеспособность (способность превращать сахара в углекислый газ и спирты), их следует использовать более трех раз. Использование более старших поколений дрожжей негативно сказывается на вкусе пива.
Фильтрация
После того, как пиво созрело в ЦКТ, его ждет не менее интересный процесс фильтрации. Кизельгуровый фильтр забирает из продукта дрожжи и белки, дальше пиво направляется в форфасы — емкости для хранения отфильтрованного пива, а оттуда — на линии розлива.
На самом деле, пиво можно употреблять уже с ЦКТ (нефильтрованное и непастеризованное), однако такой продукт имеет очень короткий срок хранения (не более трех суток) и не входит в магазины.
Пастеризация и разлив
На линии розлива наливают пиво, наклеивают этикетки, наносят маркировку и готовят напиток к отправке в магазины.
После фильтрации готовое пиво через систему трубопроводов попадает в цех розлива.
Пивоварни разливает пиво в стеклянную бутылку, ПЭТ (пластиковая бутылка) и кег (специальный металлический контейнер для доставки и розлива пива в пабах и ресторанах).
На линии розлива в стекло для предотвращения попадания в бутылки посторонних предметов, загрязнений, жидкости и других веществ, используют «Инспектор пустой бутылки». Это одна из самых современных на этот день машин.
Она проверяет бутылку на предмет любых недостатков или посторонних предметов, загрязнений, остатков жидкости и сразу отправляет ее на бракеражный стол. С этим роботом лучше не шутить, он настолько придирчив, что мимо его «глаз» не пройдет ни одна нарушительница, даже самая мелкая.
Но это не все. Кроме «Инспектора пустой бутылки», на линии работает «Инспектор полной бутылки», который контролирует уровень налива, герметичность бутылки, качество укупорки, а также повторно проверяет тару на наличие в ней посторонних предметов.
Перед наливом в бутылку устраивают душ с дезинфекцией. Теперь она готова к разливу.
Поскольку воздух — ярый враг пива. Система автоматического бесконтактного разлива минимизирует контакт продукта с ним. После налива в бутылке происходит вспенивание — шапка пены поднимается и выталкивает воздух, а уже потом происходит закупоривание.
С пластиковыми бутылками процесс похож, но ему предшествует еще финальная стадия изготовления самой тары. Большая пластиковая бутылка выходит из маленькой, которая называется преформа (или РЕТ-преформа — ред.).
Преформа конвейером направляется в специальную выдувную машину, нагревается и с помощью воздуха высокого давления разжимается, трансформируясь в большую литровую бутылку.
Стерильность обеспечивается работой специальных фильтров, которые размещены непосредственно в блоке налива и включаются за 1 сутки до начала разлива. Также здесь создается избыточное давление, благодаря которому стерильная среда содержится в блоке в течение всего налива.
Процесс розлива в банки мало чем отличается от уже описанных выше — сначала банка попадает на линию по транспортерах, ополаскивается водой, а уже затем направляется в блок розлива.
Сразу же после налива она закрывается, проходит «инспектора уровня налива», а дальше движется в туннельный пастеризатор. Процесс пастеризации длится около 30 минут. Затем в банке ждет еще один инспектор, который повторно проверяет уровень налива и давление, и лазерная маркировка датами, а уже после этого — упаковка.
Лаборатория
Лаборатория — это вообще другая планета. Сначала кажется, что попадаешь в кабинет химии, но в отличие от школы, преподаватель здесь удивительно крутой. Куча разных дорогих приборов, различных мензурок, колб, стаканов, пробирок и стерильная чистота.
Контроль качества пива происходит на всех этапах производства. Только пивоварня получила сырье, инженер-химик берет пробы и измеряет ее показатели для подтверждения задекларированной в спецификациях качества и безопасности.
Пробы берутся на каждом этапе производства до того, как переходить на следующий. Таким образом исключается выпуск бракованной продукции. Каждая проба берется несколько раз. В течение дня химики делают около 140-150 анализов.
Свою готовую продукцию для дополнительного контроля качества и безопасности пива пивоварня отправляет к независимым лабораториям.
Промышленная технология производства пива
Приготовление пива – один из самых сложных технологических процессов в пищевой промышленности. Для получения напитка высокого качества пивоварам нужно учитывать множество нюансов и тщательно подбирать ингредиенты. Дальше мы рассмотрим важные этапы классической технологии пивоварения, которую использует большинство современных заводов.
Сначала выясним, из чего делают пиво. В традиционной рецептуре допускается наличие только четырех ингредиентов:
Солод – продукт, получаемый путем проращивания злаков. Для изготовления пива используется ячмень, прошедший соложение, – процесс, способствующий прорастанию зерна. После замачивания ячмень разбухает, внутри зерен начинаются химические реакции, расщепляющие крахмал на нужный для брожения солодовый сахар.
Сушка солода
Вода. В пивоварении воду различают по составу и концентрации солей. Для некоторых сортов пива лучше подходит «жесткая вода» (с высоким содержанием солей), например, для мюнхенского. Есть сорта, сделанные исключительно на воде с низким содержанием солей, это пльзеньское пиво. Современные технологии позволяют регулировать концентрацию солей в воде с очень высокой долей точности, что упрощает производство.
Хмель. Придает пиву характерный горький вкус, душистый аромат и отвечает за пенообразование. Заменить хмель в производства пива без потери качества невозможно. Это уникальное растение, в состав которого входит более 200 веществ, отвечающих за вкус. Интересно, что для пива годятся только шишки женских растений хмеля.
Шишки хмеля
Дрожжи. На современных заводах используют специальные пивные дрожжи семейства Saccharomycetes, которые не встречаются в природе, а выведены искусственно специально для пивоварения. В зависимости от технологии брожения в производстве пива участвуют два вида дрожжей:
Разница между этими видами пивных дрожжей в том, что на окончательной стадии дрожжи верхового брожения собираются на поверхности (всплывают), а низового – на дне сусла. Это заметно влияет на вкус.
Этапы производства пива
1. Приготовление сусла. Вначале ячменный солод дробят, но зерна не должны превратиться в однородную массу. В составе сусла обязательны большие и мелкие крупинки. Это называется солодовым помолом. В разных сортах пива соотношение крупных и мелких частиц отличается.
Затем солодовый помол смешивают с водой. Этот процесс называется «затиранием», а полученная смесь – затором. При добавлении воды ферменты ячменя начинают расщеплять крахмал на солодовый сахар. Для ускорения ферментации пивовары нагревают затор до температуры 76°C.
Далее готовое сусло фильтруют. Проваренный затор переливают из котла в специальное сито, закрытое снизу. В таком состоянии затертый солод находится некоторое время, пока на дне не осядут твердые частицы, называемые дробиной. Когда сито открывают, сквозь него и слой дробины начинает просачиваться чистое жидкое сусло, которое собирается в специальном котле для последующего варения.
2. Варка сусла. Полученное на предыдущем этапе сусло нагревают, доводят до кипения и добавляют хмель. Количество шишек зависит от сорта пива и предпочтений мастера. В каждой рецептуре используется разное количество хмеля.
Варка сусла занимает 2-3 часа. В ходе этого процесса погибают все микроорганизмы и разрушаются ферменты, поэтому дальнейшие химические реакции невозможны. Пивовары добиваются наперед установленной плотности начального сусла, которое на этикетке готового продукта обозначается как плотность пива.
Далее сваренное сусло фильтруют от остатков хмеля и дают отстояться. На дне выпадают мельчайшие частички, которые не удалось отфильтровать на предыдущем этапе. Также на некоторых заводах ускоряют удаление нежелательных остатков центрифугой.
Емкости для варки сусла
3. Брожение. Чистое сусло поступает через трубы на дно бродильных чанов, называемых цилиндроконическими танками. После того как жидкость остынет до нужной температуры, в чан добавляют дрожжи. Для пива верхового брожения перед добавлением дрожжей сусло охлаждают до 18-22°C, для пива низового брожения – до 5-10°C.
Спустя сутки после закладки дрожжей на поверхности бродильного чана появляется толстый слой пены. Это значит, что дрожжи успешно начали превращать сахар в углекислый газ и спирт. В ходе брожения выделяется много тепла, поэтому сусло нуждается в постоянном охлаждении, температура должна быть стабильной.
На этапе брожения пивовары следят за концентрацией углекислоты в чанах. При достижении максимально допустимого уровня газ отводят по специальным трубам. Брожение останавливается после того как весь сахар дрожжи переработают на спирт.
4. Созревание. На предыдущих этапах получилось молодое нефильтрованное пиво, требующее дальнейшего созревания (не касается пшеничных сортов). Для созревания используются большие емкости из нержавеющей стали, а сам процесс длится от нескольких недель до четырех месяцев.
Во время созревания нужно поддерживать стабильную температуру и давление в емкостях, колебания недопустимы. На современных предприятиях технологический процесс контролирует специальное оборудование, способное автоматически изменить температуру и давление.
Оборудование для созревания пива
5. Фильтрация. После созревания пиво проходит еще одну фильтрацию двумя разными фильтрами, предназначенными для очистки от крупных и мелких частиц. После этого пенный напиток становится абсолютно прозрачным и готовым к розливу.
6. Розлив. На заключительном этапе производства пиво переливают в тару разных видов. Перед розливом бутылки, кеги или бочонки все емкости моют, затем удаляют попавший внутрь воздух. Пиво является скоропортящимся алкогольным напитком, требующим стерильных условий. Без стерильности срок годности готового продукта лишь пару дней. При розливе в стеклянную тару бутылки предварительно пастеризуют – медленно нагревают до температуры 65°C, что существенно продлевает срок хранения пива.
Чтобы систематизировать всю информацию, предлагаю посмотреть следующую схему, иллюстрирующую очередность этапов.
Схема производства пива