Основными компонентами экстракта солода являются крахмал, другие углеводы и белки. Поэтому эндосперм, в котором содержатся указанные вещества, необходимо измельчить как можно мельче. Из хрупкой части эндосперма в процессе дробления получают муку и мелкую крупку, а в противоположной от зародыша части зерна — крупную крупку (грубый помол). В результате такого дробления полученный солод или смесь измельченного солода и ячменя или других несоложеных материалов представляет собой смесь частичек, разделенных по внешним признакам на шелуху, крупную крупку, мелкую крупку и муку.

Сухое вещество муки и мелкой крупки, из которой образовывается экстракт, легко расщепляется ферментами при затирании и полностью переходит в раствор. Из полученной крупной крупки, из-за того, что тяжело просачивается вода, сухое вещество экстрагируется не полностью, поскольку такая крупка медленно расщепляется ферментами, нерастворимый экстракт переходит в дробину.

Скорость фильтрования зависит от качества помола (содержания шелухи, крупной крупки, мелкой крупки, муки), высоты слоя дробины и от объема измельченного солода.

Выбор солода и его заменителей согласно технологическим требованиям и его дробление обеспечивают высокое качество сусла и пива. Основной частью зернопродуктов в заторе является высококачественный отлежавшийся солод.

Перед дроблением солод и его заменители необходимо очистить от пыли, органических и неорганических примесей. Для этого используют воздушно-ситовые сепараторы с магнитными устройствами, подвижными ситами и пылеотделителями.

Перед дроблением солод увлажняют, благодаря чему оболочка становится более мягкой и лучше отделяется от ядра, образовывая оптимальный фильтрационный слой в фильтрационном аппарате при фильтровании затора.

Целью дробления солода является создание благоприятных условий для действия воды и ферментов на фракции помола, а также ускорения физических и химических процессов, чем обеспечивается быстрое растворение веществ и ферментативное преобразование нерастворимых соединений (крахмал, белки и тому подобное) в растворимые, то есть нужно добиться полного переведения экстракта зернопродуктов в сусло.

В заторном аппарате осуществляются смешивание (затирание) измельченного солода и ячменя с водой, нагревание и кипячение заторной массы.

Целью затирания измельченного солода или смеси измельченного солода и несоложеного сырья является перевод в растворимое состояние с помощью ферментов солода максимального количество веществ. При смешивании или смеси измельченных солода и несоложеных материалов растворяются частички веществ, которые способны переходить в раствор без участия ферментов, и набухают вещества, которые находятся в коллоидном состоянии. В процессе затирания необходимо создать оптимальные температурные условия для действия ферментов. Поэтому предусматривают выдержку затора при температуре наиболее благоприятной для действия пептидаз и цитолитических ферментов, накопления мальтозы или декстринов до полного осахаривания крахмала.

В процессе затирания крахмал подвергается изменениям, которые происходят в три стадии: клейстеризация, разжижение и осахаривание. Разжижение крахмала, сопровождается распадом крахмальных зерен к размерам одной молекулы и снижением вязкости. Последнего достигают энергичным размешиванием клейстера, то есть механическим раздавливанием набухших крахмальных зерен. В дальнейшем действие ферментов приводит к резкому снижению вязкости и накоплению декстринов и мальтозы.

Под техническим термином «осахаривание» в пивоварении понимают не только процесс преобразования крахмала в сахар, но и определение изменений природной окраски йодного раствора. При осахаривании образуются как сахара, так и декстрины. Обработанный раствором йода крахмал дает характерную синюю окраску йода. Процесс ферментативного гидролиза крахмала сопровождается образованием менее сложных молекул углеводов, что по-разному изменяет окраску йодного раствора. Последний от синего, фиолетового и коричневого переходит в соответствующую окраску чистого раствора йода. Полученные в результате гидролиза крахмала декстрины являются углеводами менее сложными, чем крахмал, но имеют более низкую редуцирующую способность, чем мальтоза.

Осахаренный затор температурой 75-78 °С передается на фильтрование.

Фильтрование затора проводят в фильтрационных аппаратах.

Фильтрованием называют процесс разделения неоднородных систем с твердой дисперсной фазой, которая основывается на задержании твердых частиц и пропуске жидкости пористыми перегородками. Грубые частички отделяемой твердой фазы могут быть фильтрующим слоем.

Различают две стадии процесса фильтрования: первая, при которой происходит фильтрование первого (основного) сусла, и вторая, когда извлекается вымывной экстракт, удерживаемый дробиной.

В процессе промывания дробины водой удерживаемый ею экстракт первого сусла благодаря процессам диффузии переходит в раствор. С целью ускорения диффузии дробину перемешивают разрыхлителем и непрерывно орошают горячей водой температурой 75-78 °С.

Использование воды более высокой температуры приведет к инактивации амилазы, а также является причиной клейстеризации крахмала, который остался в кончиках солодовых зерен, и как следствие — к получению мутного сусла, пиво из которого может иметь клейстерное помутнение.

Первое сусло и промывные воды должны быть прозрачными, поскольку наличие в них мелких нерастворимых частиц заторной массы придает пиву грубый вкус и может быть причиной его плохого осветления.

Первое сусло и промывные воды собирают в сборнике для фильтрованного сусла до определенной массовой доли сухих веществ соответствующей сорту пива.

Сусло, которое поступает из фильтрационного аппарата, кипятят с хмелем в сусловарочном аппарате.

Целью кипячения сусла с хмелем является стабилизация его состава и ароматизация хмелем. Кипячением достигают упаривание сусла до установленной концентрации, экстрагирование из хмеля ароматических и горьких веществ, инактивация ферментов, коагуляция белков и стерилизация сусла.

Стерилизация сусла необходима для обеспечения чистоты брожения и получения стойкого продукта, ведь измельченный солод всегда содержит значительное количество микроорганизмов. Стерилизацию достигают после 15-минутного кипячения, чему в значительной мере оказывает содействие кислая реакция сусла.

Стерилизацией сусла и распадом ферментов обеспечиваются стабильность его химического состава до брожения и получение стойкого продукта. Процесс ароматизации при кипячении сусла с хмелем происходит благодаря растворению специфических составных хмеля и химического взаимодействия между сахарами и продуктами распада белков. Процесс коагуляции белков и осветления сусла имеет важное значение для состава, полноты вкуса, цвета и прозрачности пива.

Целью осветления и охлаждения сусла является осаждение зависших частиц, снижение температуры, насыщение кислородом воздуха.

Осветление сусла проводят в гидроциклонных аппаратах. Горячее сусло входит в виде струи в цилиндрический аппарат тангенциально через входной патрубок. Зависшие частички сусла под действием гидродинамических сил собираются в центре дна, где образовывается конус осадка. Осветленное горячее сусло передается на охлаждение.

Холодное сусло, готовое для внесения дрожжей, для их размножения на первой стадии брожения должно быть насыщено растворенным кислородом. C этой целью используют впрыск стерильного отфильтрованного воздуха.

Охлаждение сусла до температуры брожения и насыщение кислородом воздуха проводят в пластинчатых охладителях (теплообменниках).

Осветление пива

Помутнение пива объясняется содержанием в нем оптических неоднородностей, которые вызывают интенсивное рассеивание света. В пиве содержатся зависшие частички в виде дрожжевых клеток, белково-дубильных составов, скоагулированных белковых веществ и хмелевых смол. Эти микроскопические включения твердой фазы с их оптическими свойствами, которые отличаются от микроскопических свойств жидкой фазы пива, и обуславливают его мутность.

Процесс осветления пива — распределение дисперсных сред на жидкую и твердую фазы достигают сепарированием и фильтрацией.

Отфильтрованное пиво хранят в сборниках для фильтрованного пива.

Брожение и дображивание пива проводят в цилиндро-конических танках (ЦКТ). В ЦКТ регулирование температуры осуществляется с помощью внешних охлаждающих рубашек. В процессе заполнения ЦКТ осветленным аэрированным суслом в первую варку вносят дрожжи. Заполняют ЦКТ лишь на 80-85% общего объема, что позволяет предусмотреть достаточное свободное пространство для объема пены, образующейся в ходе активного главного брожения.

ЦКТ оснащен трубопроводом, который обеспечивает в нем постоянное шпунтовое давление и равномерную карбонизацию, отбор избыточного давления без его потерь в помещение. Брожение проводят при температуре 9-14 °С до достижения необходимой конечной степени сбраживания сусла. Затем в рубашку конуса подают хладагент для охлаждения и образования плотного осадка дрожжей при температуре 0,5-1,5 °С.

В цилиндрической части выдерживается температура 3-4 °С на протяжении пяти суток, после чего температура пива выравнивается рубашками по всей цилиндрической части ЦКТ. Через десять суток от начала брожения проводят первое снятие дрожжей. Процесс брожения и дображивания пива в ЦКТ составляет от 14 до 28 суток. Перед осветлением пива осуществляют второе снятие дрожжей, потом пиво подают на сепарирование и фильтрование.