Получение сусла. Фильтрование
После процесса затирания получение сусла проходит в два этапа: 1) отделение полученного сусла в процессе фильтрования (фильтрование первого сусла); 2) вымывание сусла, оставшегося в дробине после фильтрования горячей водой (выщелачивание или промывание дробины). При фильтровании речь идет в основном о физических процессах (в отличие от затирания). В настоящее время фильтрование осуществляется преимущественно при помощи фильтр-чанов и заторных фильтров. Кроме того, нашли применение специальные типы фильтрационных аппаратов, в частности «стрейн-мастер», а также различные аппараты непрерывного действия.
Фильтрование с помощью фильтр-чана
За последнее десятилетие конструкция фильтр-чана и принципы его работы существенно улучшились. Появились аппараты, в которых реализованы новые идеи. Фильтр-чан имеет, как правило, цилиндрическую форму, реже — прямоугольную или квадратную. Над собственно днищем чана располагается второе съемное перфорированное дно, на котором осаждается нерастворимая часть затора — дробина, образующая фильтрационный слой для первого сусла. Фильтр-чаны в настоящее время изготавливают из нержавеющей стали, тогда как чаны старой конструкции изготавливались из меди и листовой стали. Конструкция аппарата должна быть вибростойкой; его устанавливают горизонтально, создавая условия для равномерного осаждения дробины и тем самым формирования одинаковой толщины фильтровального слоя. Для предотвращения охлаждения горячего затора (75-77 °C) необходима изоляция. В качестве изолирующего материала применяют стекловату, минеральную вату или другие материалы, которые защищают рубашкой из листового материала, устойчивого к проникновению влаги. Необходимо также изолировать днище фильтр-чана. Сверху чан закрывает кожух с вытяжной трубой и задвижкой.
В процессе фильтрования различают несколько операций.
1. Перед закачиванием затора в фильтр-чан необходимо уложить и тщательно закрепить съемное ситчатое дно, а пространство между съемным дном и днищем фильтр-чана для вытеснения воздуха заполнить снизу горячей водой температурой 78 °С. Кроме того, после того, как вода указанной температуры покроет съемное дно, фильтр-чан необходимо подогреть. Излишек воды отводят в емкость для промывной воды или непосредственно в заторный котел.
2. Предпосылкой безупречного фильтрования является создание фильтрующего слоя. Во избежание расслоения и неравномерного распределения затора скорость подачи затора необходимо снизить, для чего его подают на траверсу разрыхлителя, а еще лучше — в так называемый распределитель затора, который улавливает поток затора, поступающий с большой скоростью, многократно изменяет направление движения струи и, таким образом, снижает скорость подачи затора. Чем больше фильтр-чан, тем острее встает проблема равномерного распределения затора. У чанов большого размера лучше всего себя зарекомендовала кольцевая труба с 4-8 выпускными отверстиями, которые способствуют дальнейшему распределению затора благодаря наличию небольших экранов.
В небольших комбинированных заторных фильтр-чанах процесс добавления последней отварки совпадает с перекачиванием затора. Разрыхлитель с наклонно установленными ножами или перемещенной заторной планкой хорошо перемешивает затор, однако в чанах большего размера возникающие центробежные силы могут вызывать расслоение затора. Подача затора снизу существенно упрощает распределение затора. Как мы уже отмечали, большую роль играет симметричное расположение впускных отверстий. При перекачивании затора плечи разрыхлителя устанавливают между впускными отверстиями; через 3-5 мин после начала перекачивания разрыхлитель медленно запускается и компенсирует возможное не вполне равномерное распределение дробины.
3. Фильтрующий слой образуется уже во время перекачивания затора за счет осаждения оболочек с большей удельной массой легкой шелухи и частиц оболочек. Так называемое «верхнее тесто» осаждается медленнее, причем процесс его седиментации не нарушится, если фильтрование начать сразу же после перекачивания затора в фильтрационный аппарат. Принятую ранее паузу отстаивания заторной массы (в течение 20-30 мин) можно исключить, если только речь не идет об очень плохо осахаренном солоде.
Образовавшиеся слои располагаются друг над другом в сусле в виде взвеси. Скорость оседания «теста» зависит от концентрации сусла. Менее плотный затор «взламывается» быстрее, чем концентрированный. Чем горячее затор, тем более рыхлый слой дробины и тем легче стекает сусло. Выдержанное сусло при использовании хорошо растворенного солода и правильном ведении затирания характеризуется тёмным, почти черным цветом. Рыжеватый («лисий») оттенок позволяет сделать вывод об ошибках при затирании, либо о плохом качестве солода. После перекачивания затора под съемным дном остается мутная смесь воды, сусла и донного теста. Ее следует удалить путем быстрого открытия выпускного крана или слива сусла. В классических фильтр-чанах можно использовать быстрое полное открытие и закрытие двух соседних фильтрационных кранов, в результате чего под съемным дном возникает турбулентность, подхватывающая донное тесто, которое отводится через фильтрационные краны.
Образовавшееся «мутное сусло» осторожно перекачивают обратно в фильтр-чан, не нарушая при этом структуру взвешенных слоев. В современных чанах с центральной системой фильтрования интенсивный слив производят с помощью попеременного включения и выключения фильтрацион-ных насосов с охватом всей площади. При перекачивании затора снизу количество твердых веществ значительно меньше, чем при старых способах подачи затора, что позволяет добиться очень хорошего эффекта даже при наличии централизованной системы управления. Примерно через 2 мин интенсивного слива при нормальном открытии фильтрационного крана, соответствующем последующему расходу первого сусла, следующие 3-4 мин перекачивается мутное сусло, пока не будет достигнута определенная степень осветления (30-50 ед. ЕВС). Затем переходят на слив прозрачного сусла. Интенсивный слив и перекачивание мутного сусла начинают либо через 3-5 мин после окончания перекачивания затора, либо (в большинстве систем) уже во время перекачки затора в фильтр-чан. При упоминавшейся быстрой седиментации составных частей дробины слой дробины формируется так быстро, что практически с окончанием перекачивания первого «мутного» сусла можно переходить на «прозрачное сусло».
4. Хорошо растворенный солод при условии проведения достаточно глубокого затирания обеспечивает низкую вязкость сусла, способствующую улучшению седиментации составных частей солода и приводящую при фильтровании первого сусла к незначительному помутнению. Состав помола определяет высоту слоя, объем и свойства дробины. Оболочки должны быть максимально сохранены и не разрушены, составляя определенную долю относительно других частей помола (крупки и муки). Различие между сухим и мокрым помолом при одной и той же удельной засыпи проявляется в увеличении высоты слоя дробины (с 32 до 36 см). Высокое содержание муки в помоле дает больше теста, которое уплотняет дробину. Очень быстрое фильтрование в начале процесса может привести к проникновению «верхнего теста» в еще рыхлые верхние слои фильтрационного осадка, вследствие чего все больше уменьшаются поры для прохождения сусла.
5. Фильтрование промывных вод. Экстракт, оставшийся в дробине после фильтрования первого сусла, частично удерживаемого на поверхности частиц дробины, а частично — внутри них за счет набухания и пористости, необходимо промыть горячей водой. Такое промывание пивной дробины или выщелачивание производят возможно меньшим количеством воды, так как в противном случае из оболочек удаляется больше дубильных, горьких и красящих веществ, что отрицательно сказывается на качестве пива. Содержание экстракта в промывной воде должно составлять около 0,5 % (но не более 1 %), однако в приготовлении специальных типов пива бывают исключения из этого правила.
После фильтрования первого сусла, которое целесообразно проводить лишь до уровня 1 см ниже поверхности дробины, фильтрование прерывают, дробину разрезают на высоте, соответствующей сопротивлению дробины, и промывают. При этом на дробину быстро поступает количество воды, соответствующее примерно по объему первой порции промывных вод (25-30 %), и образуется слой воды. Затем подача воды регулируется в зависимости от скорости фильтрования. Преимущество заключается в том, что при распределении второй и третьей порции воды нет необходимости приостанавливать фильтрование, так как отсутствует риск смыва верхнего теста в слой дробины.
Техника разрезания дробины выбирается в зависимости от сопротивления дробины; благодаря отсутствию глубоких резов при остановке фильтрования лучше сохраняется фильтрующий слой и предотвращается помутнение сусла, унос частиц дробины, а также сокращается время простоя. Вместе с тем отстой взвесей хмеля (при необходимости его добавления при фильтровании) следует вносить раньше, то есть после стекания первого сусла или вместе с первой порцией промывных вод (10-20 %).
Фильтрование промывных вод длится 90-120 мин. В современных фильтр-чанах, оборудованных эффективными подрезывающими разрыхлителями, процесс фильтрования промывных вод можно ускорить. Преимущество высокого слоя дробины состоит в том, что экстракт поглощается более толстым слоем, однако промывные воды при этом должны просачиваться через него быстрее. Как бы то ни было, при толстом слое дробины небольшая неравномерность фильтрационного слоя сказывается не так сильно, как при тонком.