Технологія замочування ячменю

Размещено на http://www.allbest.ru/

Замочування ячменю

План

1. Теоретичні основи процесу замочування

2. Фактори, що впливають на швидкість замочування

Література

1. Теоретичні основи процесу замочування

При виробництві солоду зерно після дозрівання, очищення й сортування направляють на миття і замочування. Миття зерна є обов'язковим процесом, оскільки на його поверхні знаходяться органічні й неорганічні забруднення, які створюють сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів.

Замочування ячменю - дуже важливий етап солодування і він є першою стадією виробництва солоду.

Мета замочування:

а) підвищити вологість зерна з 14-15 % до 43-45 % для світлого солоду, або 45-47 % для темного;

б) відокремити легкі зернові та не зернові домішки, що залишилися після очищення і сортування, тобто сплав;

в) продезинфікувати зерно;

г) пробудження зерна до життєдіяльності.

Якщо вологість зерна не більше 14%, то вся вода в ньому знаходиться в зв'язаному стані і її достатньо тільки для підтримки життєздатності зерна. При вологості, яка перевищує 15%, в зерні з'являється вільна вода, в якій починають розчинятися поживні речовини і переміщатися до зародка. Вільна вода прискорює біохімічні процеси, які пов'язані з життєдіяльністю зародка, посилюється дихання зерна, створює можливість переносу ферментів з алейронового шару і зародку в ендосперм, де вони переводять резервні речовини зерна в розчинні, які засвоюються зародком.

Після потрапляння зернівки у воду розпочинається процес дифузії води в середині зерна за рахунок різниці концентрації води ззовні і в середині зерна. Квіткова оболонка на початку замочування є непроникненою і вода потрапляє в зернівку через капіляри зародкової частини, яка не покрита цією оболонкою. Згодом деякі речовини м'якинної оболонки вимиваються і вона стає проникною. Тоді через всі три оболонки вода починає рухатися в середину зернівки. Найбільший вміст вологи таким чином є в зародковій частині, а найменший в середині і в кінчику зерна (зародок має вологість 68 - 75%, середина - 78%, кінчик - 39 - 40%).

Плодова і сім'яна оболонки являються напівпроникненими перегородками: пропускають в зерно лише чисту воду й затримують мікроорганізми, токсичні та інші хімічні сполуки.

При замочуванні об'єм зерна збільшується на 35-40 %. Змінюються його фізичні властивості. Тверде і хрупке зерно після замочування стає м'яким і еластичним внаслідок набухання колоїдних речовин. Із оболонок зерна вилужуються солі, дубильні і інші речовини, тому вони стають більш проникненими. При замочуванні у воду переходять цукри, пентозами, азотисті і мінеральні речовини, всього втрачається біля 1% сухих речовин зерна. Крім того, з легкими домішками, що спливають (сплавом) видаляється від 0,1 до 2,2 % сухих речовин зерна. Сплав сушать і використовують для годівлі худоби та птиці.

Вода у зерні розподіляється нерівномірно : у зародку її завжди більше ніж в інших частинах, оскільки саме через мікрокапіляри у нижній частині зерна починається проникнення води. У самому зародку вологість досягає 75%. В середній частині зерна верхні шари мають вологість значно вищу за внутрішні. Це пояснюється тим, що у верхні шари вода надходить раніше і завдяки більшому вмісту в них білкових речовин у більший кількостях затримується. Найбільше води можуть поглинути білкові речовини до 80%, крохмаль до 70% і клітковина до 30%. Поглинання води зерном на початку замочування проходить швидше, а при досягненні вологості 35-40% процес подальшого зволоження значно сповільнюється.

Замочування визиває пробудження зародку. Завдяки високій вологості зерна деякі складові частини його, головним чином оболонки - цукри, пентозами, азотисті, мінеральні речовини переходять в розчинний стан і частково дифундують в замочну воду. Зародок спочатку поглинає розчинні поживні речовини. В щитку активізуються ферменти; з щитка вони дифундують в ендосперм, каталізують гідроліз резервних речовин ( крохмалю, білків) і перетворюють їх в розчинні речовини. Таким чином вегетаційна вода забезпечує розчинення поживних речовин і перехід ферментів в активний стан. Поживні речовини, що утворилися дифундують в зародок, де витрачаються на дихання і на синтез нових високомолекулярних з'єднань . Зародок пробуджується до життя, і зерно починає проростати. Ріст зародку супроводжується підсиленою інтенсивністю дихання.

У цей період дуже важливо підводити до зерна достатню кількість кисню. Чим більше зерно поглинає води, тим інтенсивніше стає обмін речовин, що потребує кисню. При достатній подачі повітря в процесі замочування проходить аеробне дихання. Для забезпечення аеробного дихання зерна при замочування проводять штучну аерацію зерна в замочному апараті. Але надмірна аерація замоченого зерна викликає значне підвищення інтенсивності дихання зерна і, послідовно, збільшує втрати вуглеводів на дихання.

При недостачі повітря наступає анаеробне дихання зерна.

При анаеробному диханні крім спирту і вуглекислого газу можуть утворитися і інші продукти неповного окислення вуглеводів - кислоти карбонові, альдегіди. Вони негативно впливають на життєдіяльність зерна, а саме руйнують структуру тканей зерна, гальмують розвиток зародкового листка і корінців, і виникає шоковий стан у зерна, а потім і його задихання, ячмінь може втратити здатність проростати. Такий стан на практиці називають “перемоченим” зерном. Та перемочити ячмінь не можливо. Він поглинає води стільки, скільки її візьмуть колоїдні частини при набуханні і ні краплини більше.

Нестача ж води у ячмені негативно позначається на процесах, які відбуваються у ньому при пророщуванні, адже вода в зерні виконує ряд функцій: вода необхідна для плину біохімічних реакцій, оскільки вони можуть протікати лише у водному середовищі; безпосередньо приймає участь у гідролітичних процесах; є транспортним засобом, що полегшує дифузійні процеси. Отже, при замочування зерна слід забезпечити такі умови, щоб вода повністю могла виконувати свої функції. Тільки тоді можна отримати солод високої якості.

2. Фактори, що впливають на швидкість замочування

Швидкість замочування зерна залежить від температури і сольового складу води, культури зерна, величини зерна, кліматичних умов вирощування зерна і сортових особливостей зерна.

Основним фактором, що зумовлює швидкість замочування зерна, є температура води. З підвищенням температури води процес замочування прискорюється, так як збільшується швидкість дифузії молекул і зменшується в'язкість води. В результаті цього тривалість значно скорочується.

З підвищенням температури замочної води підсилюється дихання зерна, а також проходить інтенсивне розмноження мікроорганізмів, які завжди знаходяться на його поверхні. В зв'язку з цим різко знижується розчинність кисню, що може бути причиною анаеробного дихання.

При більш низькій температурі сильно гальмується розвиток зародку.

Таким чином температура води повинна бути оптимальною 10-15 °С. Останнім часом на деяких підприємствах застосовують «тепле» замочування ( при 18°С і вище), яке сприяє не тільки інтенсифікації виробництва солоду, але і покращення його якості. Але таке замочування можливе лише при застосуванні активних дезинфіктантів і інтенсивній аерації зерна.

На швидкість замочування впливає також розмір зерна . Крупне зерно потребує більш тривалого замочування. Це пояснюється тим, що в такому зерні довші шляхи, по яким вода проникає в зерно. Тільки одинакові по розміру зерна досягають при замочуванні однакової вологості і рівномірно розвиваються при пророщуванні. Тому необхідне розділення зернової маси на фракції по розміру.

Сорт і вид зерна, кліматичні умови його вирощування. Відомо, що голозерні культури замочуються швидше, залежить швидкість і від сортів зерна. а також зерно, яке вирощено в сухому кліматі замочується повільніше.

Вплив сольового складу води на замочування.

На швидкість замочування впливає сольовий склад води. Лужна вода швидше поглинається зерном. Особливо зменшується швидкість замочування при твердості води 14-15 мг-екв/дм3. Хлориди та солі заліза вступають у взаємодію з дубильними речовинами, утворюючи на поверхні зерна плівку коричневого або бурого кольору, що сповільнює проникнення води у зерно та його подальше проростання. В той же час кальцієві солі гірких речовин добре розчинні, тому замочування зерна у воді, яка містить велику кількість солей кальцію, особливо карбонатів, покращує смакові якості солоду, а також і пива .

Таким чином найбільш придатною для замочування зерна є вода твердістю не більше 7 мг-екв/дм3.

Способи замочування.

Замочування зерна на солод проводять в спеціальному відділенні замочування, яке розташовують у солодоростильному цеху (відділенні), в замочному апараті.

1-барботерні трубки, 2-центральна труба, 3- сегнерове колесо, 4- повітревод, 5 - труба для відведення води, 6- решітка, 7 - патрубок для відведення зерна.

Апарат має циліндро-конічну форму, в середині є барботери для подачі повітря, центральна труба із відбивним ковпаком, у верхній частині форсунки для води, центральна труба - ерліфт, є також коробка із ситом для зняття сплаву. замочування солодування водний дифузія

Період замочування не перевищує 72 год, тому замочувальних апаратів потрібно мати не менше трьох або кратну їм кількість, ураховуючи мийний апарат для миття зерна, дезинфекції та зняття сплаву.

Замочний апарат

Об'єм замочувального апарата визначається з урахуванням об'єму сухого зерна, яке надходить на миття і замочування, та збільшення його об'єму на 40% за рахунок підвищення вологості матеріалу до 40-45 %.

Потрібно враховувати також додатковий об'єм для нормального проведення процесу замочування в обсязі 10-15%.

У цілому об'єм замочувального апарата залежить від потужності солодового цеху чи заводу і підбирається з розрахунку 2-2,2 м3 на 1 т зерна, що замочується. Якщо після розрахунку необхідна місткість апарата виявиться більшою за місткість типового апарата або апаратів, які вже знаходяться на заводі, то до встановлення беруть два і більше апаратів.

На даний час на підприємствах встановлені замочні апарати нової конструкції - вони виготовлені з нержавіючої сталі, закриті, великі об'ємом .

Замочувальне відділення розміщують так, щоб транспортування очищеного зерна із зерносховища здійснювалося найкоротшим шляхом. Для обліку зерна, яке надходить у виробництво, встановлюють автоматичні ваги з відповідними за об'ємом бункерами добового запасу.

У приміщеннях мийних і замочних апаратів необхідно взимку і в літку підтримувати постійну температуру, що забезпечується ефективною вентиляцією кондиційованим повітрям.

Удосконалена технологія приготування солоду передбачає замочування зерна безпосередньо в апаратах для його приготування, а в мийних апаратах - лише його миття, дезинфекцію та зняття сплаву. За такою технологією необхідно встановлювати тільки мийні апарати.

Замочене зерно у солодоростильні апарати подають за допомогою гідротранспорту з гідромодулем 3 і більше.

Залежно від наявного обладнання та особливостей зерна й характеристики солоду, який необхідно одержати, практикують кілька способів замочування зерна:

- повітряно-зрошувальний;

- повітряно-водяний;

- зрошувальний;

- у безперервному потоці води й повітря.

Незважаючи на те, який спосіб замочування застосовують на підприємстві, попередньо мийний і замочувальний апарати повинні бути промиті й продезинфіковані.

Миють і дезинфікують зерно однаково при всіх способах замочування: у мийний або замочувальний апарат протягом 10-20 хв набирають воду на 1/3 місткості й засипають очищене і відсортоване та зважене на автоматичних вагах зерно. Потім знову подають таку кількість води, щоб її поверхня в апараті була вища від поверхні зерна на 10-15 см.

Суміш зерна з водою в апараті ретельно перемішують за допомогою стисненого повітря, пропускаючи його через центральну трубу або змієвикові барботери. Ефективне також при промиванні зерна перекачування суміші з апарата в апарат за допомогою насоса.

Після перебування зерна під водою протягом 1-2 год в апарат подають воду знизу і видаляють у верхній частині через сплавну коробку. Потім воду випускають з апарата через нижню частину й після цього набирають свіжу з дезінфектантом , суміш знову перемішують протягом 1-1,5 год і в кінці промивають чистою водою.

Для дезинфекції використовують хлорне вапно ( на 1 т зерна витрачається 300 г хлорного вапна); 0,15 % - ний розчин лугу (NаОН); КМnО4 з розрахунку 10-15 г на 1 м3.

Замочування промитого і продезинфікованого зерна проводять при температурі не нижче 10°С і не вище 18 °С.

Промите й продезинфіковане зерно замочують в апараті за одним із способів і перекачують у пневматичний солодоростильний апарат.

Повітряно-водяниий спосіб замочування проводять в такому порядку.

В пустий чистий продезінфікований апарат набирають воду Ѕ апарату і засипають зерно разом з рештою води. Потім по повітряній трубі подають повітря в центральну циркуляційну трубу - ерліфт, який має відбивний зонт. Зерно разом із водою, повітрям рухається в гору, перемішується, відмивається від бруду і падає від зонта вниз і так 10-15 хв. Потім зерно залишають на 30-45 хв. для попереднього змочування і видалення пухирців повітря із поверхні і далі проводять миття, подаючи воду знизу. Брудна вода витискається чистою водою знизу вгору і разом із сплавом (легкими домішками) стікає в сплавний короб (корзину). Подача води триває до того часу, доки в зливний короб не піде чиста вода. Після цього подачу води припиняють і зерно на 4-6 годин залишають під водою. Перша операція має назву: миття зерна та зняття сплаву, а далі - водяна пауза. Під час водяної паузи і відбувається замочування. Для забезпечення зерна киснем кожної години приблизно 5 хв. через барботери подається повітря для забезпечення видалення продуктів обміну зерна і подачі кисню.

Через 4-6 годин вода випускається і зерно залишається на 2-3 години на повітрі - повітряна пауза; під час повітряної паузи також кожної години проводять продування через барботери повітря від компресора, що дозволяє забезпечити зерно О2 та видалити продукти обміну. Потім набирають другу замочну воду (знов проводиться водяна пауза 4 год.). В другу замочну воду вносять для дезінфекції зерна антисептик, найчастіше хлорне вапно 300 - 400 г на 1 т зерна (в пивоварінні антисептик вносять в першу воду), можливо використання КМnO4 (розчину), гашеного вапна, а також можливе внесення на стадії замочування стимуляторів росту. Витримку проводять знову 4-6 год., далі наступає повітряна пауза. Всього проводять для ячменю 2-3 паузи, а для жита 1-2 паузи, до досягнення вологості 42-43%. Тривалість замочування 68---72 год при температурі 10-12°С. П. Цей спосіб не забезпечує строго аеробних умов при замочуванні великих партій зерна (20-30 т).

При досягненні потрібної вологості зерно разом із водою вивантажується, апарат миють і дезінфікують.

Повітряно-зрошувальний спосіб - найбільш поширений на спеціалізованих солодових заводах. Він має найбільш складну схему та режим замочування, але забезпечує аеробні умови на протязі всього процесу замочування, зменшується тривалість замочування і наступного пророщування. Процес замочування відбувається за такими етапами: миття зерна, зняття сплаву і дезінфекція зерна проводиться відразу, а потім після витримки зерна під водою приблизно 4год., вода зливається і далі за графіком проводиться зрошування зерна. Кожної години проводиться продування стисненим повітрям по 5 хв., а також раз за годину через зернову масу, коли вона без води, просмоктують вакуум насосом атмосферне повітря, відсмоктуючи СО2 із нижньої частини. Може бути ще повторена і водяна пауза.

Тривалість замочування за цим способом скорочується, а також скорочується і потім тривалість пророщення, оскільки аеробні умови при замочуванні практично не ведуть до затримки розвитку зародка навіть при водяній паузі.

Замочний апарат при цьому способі замочування обов'язково повинен бути обладнаний зрошувальними пристроями, а також в схему включається вакуум-насос.

Зрошувальний спосіб характеризується тим, що замочний апарат обладнують зрошувальними пристроями у верхній частині замочного апарату. Можливе встановлення на лінії подачі води аератора.

Замочування проводять в такому порядку. Спочатку проводять миття і зняття сплаву як і в повітряно - водяному способі і в цю воду вводять антисептик після миття зерна. Після дезінфекції воду видаляють і включають подачу води на зрошувальний пристрій. Зрошування проводиться за спеціальним графіком, але частіше 10-15 хв. кожного часу до досягнення потрібної вологості. За цим способом скорочується тривалість замочування, якість солоду вища.

При цьому способі у високих апаратах при високому шарі зерно, що зрошується, на різних глибинах одержує різну кількість води і кисню і замочується нерівномірно: у верхніх шарах швидше, в нижніх залишається не домоченим. Тому такий спосіб ефективний у невеликих замочувальних апаратах Зрошувальне замочування вимитого зерна краще виконувати безпосередньо в апаратах для його пророщування. Витрати води при цьому зменшуються. Зерно почергово, то зрошується водою, то знаходиться у стані спокою без води на повітрі й внаслідок невисокого шару добре аерується. Досягається не тільки швидке зволоження ячменю, але скорочується на 1-2 доби час, необхідний для активації і розчинення зерна.

Замочування в безперервному потоці води і повітря - спосіб, який використовується рідко.

Замочування проводиться у звичайному апараті. Приймання і миття, зняття сплаву проводиться, як і при всіх інших способах замочування, але апарат немає барботерів і не проводять дезінфекцію зерна. Перед замочним апаратом ставлять аератор, куди в потік води подається чисте повітря. Насичена киснем вода весь час рухається через шар зерна і видаляється через сплавну коробку. На поверхні води над зерновою масою спостерігається ефект "кипіння".

Переваги способу полягають в тому, що забезпечуються аеробні умови, прискорюється процес замочування і зерно не злежується (не ущільнюється).

Витрати води при цьому способі великі, період замочування скорочується на одну добу.

Цим способом замочуються не всі сорти ячменю. Для водочутливих сортів тривалі занурення під водою негативні. Таким сортам потрібні повітряні паузи

Визначення ступені замочування

Визначення ступені замочування проводять різними способами: органолептично, висушуванням в приладі Чижової і ситчастим циліндром.

Органолептично:

а) при стисненні вздовж вісі зерна між пальцями воно не колеться і повинно розплющуватись без опору, при цьому чутно відтріскування оболонок;

б) при перегинанні через ніготь зерно повинно бути пружним і не повинно ламатись;

в) при поперечному розрізі зерно повинно мати в центрі незамочену борошнисту частку діаметром 1мм.

Більш точно можна визначити ступінь замочування ситчастим циліндром об'ємом 300 см3 із кришкою і ситчастим дном. В циліндрик зважують 100 г зерен, які йдуть на замочування і розміщують в замочному апараті на весь час замочування. За потребою визначення його виймають, промокають від води, зважують. За збільшенням маси розраховують досягнену вологість за формулою:

Приклад: Вихідна вологість зерна w = 14,5%, взято 100г вихідного зерна, маса замоченого зерна 148г. Визначити досягнуту вологість:

1) збільшення маси а=148-100=48г

2) вологість:

Література

1.Домарецький В.А. Технологія солоду та пива.-К.:Урожай,1999.

2. Колотуша П.В. Технологія виробництва пива.-К.:УСДО, 1995.

3. Колчева Р.А., Ермалаева Г.А.Производство пива и безалкогольных Напитков. -М.: Пищ. промышленностьсть¬,1985.

4. Чукмасова М.А.,Рудольф В.В. Технология пива и безалкогольных напитков.-М.: Пищ. пром-сть, 1971.

5. Мальцев П.М. Технология бродильных производств.-М.: Пищ. пром-сть, 1980.

6.Колотуша П.В. Виробництво солоду.-К.: УСДО,1995.

7. Балашов В.Е., Рудольф В.В. Техника и технология производства пива и б/а напитков.-М.: Легкая и пищевая промышленность,1981.

8.Домарецький В.А. Технологія екстрактів, концентратів, напоїв із рослинної сировини. - Вінниця: Нова книга, 2005.

9.Колотуша П.В., Кошова В.М. Сировина для виробництва пива.-Київ: НМК ВО, 1991.

10. Фертман Г.И., Шойхет М.И. Технолгия продуктов брожения. - М.: Высшая школа, 1976.

11.Министерство пищевой промышленности СССР. Технологическая инструкция по производству безалкогольных напитков и кваса.- М.:Легкая й пищевая промышленность, 1984.

12. Ильинич В,В. Технология спирта и спиртопродуктов. - М.:Агро- промиздат, 1987.

13.Фертман Г.И., Шойхет М.И. Биохимические и технологические основы бродильных производств. - М.: Пищевая промышленность, 1970.

Размещено на Allbest.ru