Производство кваса. 2

→ ^кат. =[]=> _{г. ж. тв. р-р.}

ПРОИЗВОДСТВО  КВАСА, БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ И СЛАБОАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ  

ПРОИЗВОДСТВО  КВАСА  

Характеристика  кваса

Хлебный квас - один из распространенных напитков, обладающий приятным ароматом ржаного свежевыпеченного хлеба и кисловато-сладким вкусом. Он содержит разнообразные продукты спиртового и молочнокислого брожения, которые придают ему освежающее действие и специфический кисловатый вкус. Питательная ценность 1 дм³ кваса составляет 1000-1170 кДж (240-280 ккал).

Сырьем для производства хлебного кваса служат ржаной солод, ржаная мука, ячменный солод, сахар и другие продукты. Основные стадии его производства включают: получение ржаного солода, приготовление квасного сусла, сбраживание квасного сусла и купажирование кваса.

Раньше квасное сусло приготовляли настойным и рациональным способами, которые сейчас применяют редко.

Настойный способ заключался в экстрагировании растворимых  веществ из измельченных квасных  хлебцев путем двух- или трехкратного настаивания в горячей воде. А  по рациональному способу квасное сусло получали путем предварительного запаривания под избыточным давлением в течение 2 ч ржаного дробленого ферментированного солода и ржаной муки. Запаренную массу помещали в заторный чан, добавляли в нее ячменный солод и смесь осахаривали по определенному технологическому режиму. Полученное сусло отделяли от нерастворившейся зерновой массы (гущи) фильтрованием.

В настоящее время  квасное сусло готовят в основном из концентрата квасного сусла, концентратов квасов, концентрата обогащенного квасного сусла, экстракта окрошечного кваса, которые получают на специализированных заводах из ферментированного и неферментированного ржаного солода, ячменного солода с добавлением ржаной, кукурузной, ячменной муки.

При сбраживании  квасного сусла используют комбинированную культуру дрожжей и молочнокислых бактерий. Дрожжи вызывают спиртовое брожение, а бактерии — молочнокислое. Молочнокислые бактерии примерно половину сахара превращают в молочную кислоту, остальной сахар - в диоксид углерода, уксусную кислоту и этиловый спирт. Совместное действие микроорганизмов основано на их различном обмене веществ, и разных требованиях к питательной среде, а также разной скорости размножения. В результате изменения условий среды меняется ход брожения, характерный для этих микроорганизмов при их раздельном развитии. Например, в первой половине процесса брожения, где используется комбинро ванная культура, в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий накапливается молочная кислота и повышается кислотность среды, что способствует размножению дрожжей. Во второй половине процесса брожения дальнейший рост кислотности угнетает жизнедеятельность дрожжей, и они начинают погибать. Продукты автолиза этих дрожжей служат питанием для молочнокислых бактерий. В присутствии молочнокислых бактерий квасные дрожжи накапливают в сбраживаемой среде до 0,04% уксусноэтилового эфира, что способствует улучшению вкуса и аромата кваса, а также повышению стойкости кваса при хранении.

Сброженный квас купажируют (смешивают в определенных пропорциях) с необходимыми компонентами, в том числе с сахаром, тщательно перемешивают и разливают. 

Приготовление квасных хлебцев  и сухого кваса

Квасные хлебцы и  сухой квас являются полуфабрикатами  в производстве хлебного кваса.

Квасные хлебцы выпекают из смеси ржаного и ячменного солода, ржаной муки и воды (без дрожжей или закваски). На 1 т квасных хлебцев расходуют 477 кг ржаного солода, 77 кг ячменного солода и 185 кг ржаной муки. Перед употреблением ржаной и ячменный солод размалывают.

Квасные хлебцы готовят следующим образом. Ржаную муку размешивают в кипящей воде в соотношении 1:1,5 и выдерживают в течение 1 ч для клейстеризации крахмала. За это время температура смеси понижается до 70°С. Одновременно в другой емкости в горячей воде температурой 70°С затирают дробленый ячменный солод в соотношении 1:3 и выдерживают в течение 1 ч. Солодовую суспензию смешивают с заваркой муки и помещают на 2 ч в расстойную камеру, где температура около 65°С. После этого в смесь добавляют ржаной дробленый солод, перемешивают и выдерживают в расстойной камере еще 1 ч для продолжения осахаривания крахмала.

Готовое тесто помещают в формы и выпекают в течение 13 первые 3 ч при температуре выпечки 160-180°С, затем постепенно ее понижают до 140°С, а в конце выпечки - до 90°С. Выгруженные I печи хлебцы массой 2—3,5 кг выбивают из форм, укладывают на вагонетки и направляют в остывочную камеру.

При выпечке хлебцев  происходят следующие процессы. При  температуре примерно 75°С в хлебцах начинают разрушаться ферменты и денатурировать белки, из крахмала образуются декстрины. С увеличением температуры до 100-110°С, интенсивно протекает peaкциях меланоидинообразования. При температуре, близкой к 150 выше, декстрины и сахара карамелизуются. В результате квасные хлебцы приобретают темно-коричневую корку, кисло-сладкий вкус, солодово-хлебный запах. Влажность их не более 40%. Из свежевыпеченных хлебцев готовят квасное сусло.

Хранить хлебцы можно  не более 4-5 сут (начинают плесневеть), поэтому для длительного хранения их разрезают на ломти и сушат 10-12ч при температуре от 50 до 90°С до влажности 8%. Затем ломти дробят и получают так называемый сухой квас. При сушке у него, по сравнению с квасными хлебцами, несколько теряется аромат. 

Приготовление концентрата квасного сусла

Концентрат квасного сусла (ККС) - это так называемый хлебный экстракт, полуфабрикат для производства кваса. По внешнему виду ККС вязкая густая жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкая на вкус, с незначительно выраженной горечью и ароматом, характерным для ржаного хлеба. ККС полностью растворим в воде, допускается опалесценция его раствора. Содержание сухих веществ в концентрате 68—72%, кислотность 16—40 см³ 1 н раствора NaOH на 100 г концентрата. Присутствие консервирующих веществ и механических примесей не допускается.

В настоящее время  концентрат квасного сусла готовят  двумя способами:

1)из свежепроросшего  ржаного солода и ржаной муки;

2)из сухих солодов  (ржаного и ячменного) и несоложеного  сырья.

Технология ККС  по 1 способу состоит из очистки  и сортирования ржи, ее замачивания и проращивания, дробления зернопродуктов, приготовления затора, его разделения, осветления сусла, концентрирование сусла, термообработки концентрата и розлива готового продукта. По 2 способу приготовление ККС начинают с дробления солодов, несоложеного сырья и далее — операции, аналогичные 1 способу.

В производстве ККС  из несоложеного сырья используют: рожь, ржаную муку, кукурузу, ячмень, муку и крупу кукурузную. Их хранят отдельно в сухом и чистом складе, не зараженном зерновыми и другими вредителями. Хранение в складе других видов сырья или материалов, имеющих запах, не разрешается.

Мешки с мукой  и крупой на хранение укладывают в  штабели на Деревянных решетках. В  складах с сухими деревянными  полами допускается укладка мешков на пол: в теплое время года — в штабели по ширине из трех мешков; в холодное время года можно укладывать штабели по ширине из пяти мешков. Ширина проходов между штабелями должна быть не менее 0,5 м.

Высота укладки  штабелей зависит от допустимой нагрузки на перекрытия, а также от влажности сырья и температуры воздуха на складе. Рекомендуемое число рядов в штабелях укзано в таблице 28. 

Температура воздуха на складе, °С

Число рядов  мешков по высоте при влажности сырья 

Ржаной и  ячменной муки

Кукурузной  муки и крупы 

до 14% включительно

от 14 до 15% включительно

до 13% включительно

от 13 до14% включителкно

Выше 10

10

8

8

6

От 10 до нуля

12

10 

Ниже нуля

14

14

Ниже 10 

10 
 

Штабели, в которых  температура повышена, необходимо разбирать, а сырье передавать в производство.

Сухой ржаной солод хранят, как описано в главе 6.

Ферментные препараты  хранят в плотно закрытой таре в  сухом помещении при температуре  не выше 20°С.

Химические вещества для приготовления дезинфицирующих  средств хранят в специальном  закрытом помещении. 

Производство ККС из свежепроросшего ржаного солода и несоложеного сырья

Схема производства ККС из свежепроросшего ржаного  солода и несоложеного сырья включает в себя очистку, сортирование и взвешивание ржи, приготовление свежепроросшего ржаного солода, дробление зернового сырья, приготовление затора, фильтрование затора, концентрирование сусла, термообработку концентрата и розлив готового концентрата.

Особенностью производства ККС по данному способу является то, что технологический процесс  начинается с приготовления ржаного солода, то есть исходным сырьем служит рожь. Основными преимуществами способа являются исключение стадий ферментации, подсушивания и сушки солода, что позволяет сохранить и эффективно использовать все его ферментные комплексы. Процесс меланоидинообразования, формирующий полноту вкуса, аромат и цвет концентрата квасного сусла, происходит в более короткие сроки на конечной стадии его производства при термообработке и с меньшей потерей сухих веществ.

При выработке 1 т  концентрата квасного сусла по данной технологии примерный расход ржи составляет 1340 кг, из которых 670 кг (50%) идет на приготовление солода. Остальная рожь в виде муки используется в качестве несоложеного сырья. Расход ферментного препарата цитолитического и амилолитического действия зависит о его активности и равен примерно 0,02-0,2 % к массе зернового сырья в заторе. 

Аппаратурно-технологическая  схема производства концентрат квасного сусла из свежепроросшего солода с применением ферментного препарата  изображена на рис. 82. 

Рис. 82. Технологическая  схема приготовления концентрата  квасного сусла из свежепроросшего  солода с применением ферментных препаратов

По этой схеме  свежепроросший солод норией 1 подают в дробилку 2 и измельчают вместе с водой. Измельченную массу шнековым транспортером 3 загружают в заторный аппарат 4, оснащенный мешалкой и подогревателем. Предварительно в заторный аппарат набирают воду температурой 45°С и при непрерывной работе мешалки сначала из сборника 5 вносят ферментный препарат, затем дробленый ржаной солод в виде солодового молочка и ржаную муку. Общий гидромодуль составляет (1:3,5)—(1:4). При этом сусло имеет 14— 16% сухих веществ и рН поддерживается в интервале 5-5,5.

Ржаную муку предварительно разваривают в предзаторном аппарате в течение 30-40 мин. При отсутствии на заводе предзаторного аппарата мука может быть использована без разваривания.

Затирание зернового  сырья проводят в заторном аппарате 4 последовательно при следующих параметрах:

Температура, °С 40       52      63  70          72

Продолжительность

паузы, мин       60-90    60-90 30-35 30-35 30-35

Подъем температуры  затора проводят со скоростью не более  ГС в минуту.

Полноту осахаривания определяют по пробе с иодом. Когда  при Добавлении раствора иода в затор  появляется желтое пятно с коричневым оттенком, осахаривание прекращают.

По окончании осахаривания затор для коагуляции белков кипятят  в течение 15-20 мин и передают в  сборник 6, куда через барботер подают сжатый воздух для предупреждения оседания твердых частиц зерна. Затем затор  поступает на двухстадийное осветление. По одной из схем грубое фильтрование проводят в центрифуге 7, после чего сусло направляют в сборник-коагулятор 8 для 30-минутного кипячения и осаждения белков. Первое сусло из сборника 8 пода сепаратор 14 для тонкого осветления и собирают в сборнике 13 ют в.

Отделенную при  центрифугировании в сепараторе 7 гущу передают в сборник 15, где ее смешивают с водой, затем смесь  перекачивают насосом в заторный аппарат 4 для экстрагирования оставщихся экстрактивных веществ и вновь  направляют через сборник 6 в центрифугу. Квасную гущу после второй промывки передают в сборник 16, откуда отправляют ее на корм скоту.

Фильтрат, полученный после второго экстрагирования (второе сусло), через сборник-коагулятор 8 и  сепаратор 14 направляют в сборник 13, где смешивают его с первым суслом и получают сусло с содержанием 9-12% сухих веществ. Это сусло перекачивают насосом в питающий сборник 9, откуда оно поступает в вакуум-аппарат 10 на сгущение. Сгущение выпариванием проводят под разрежением создаваемым вакуум-насосом 12, при температуре около 55°С до содержания сухих веществ 68—72%. Полученный горячий концентрат квасного сусла направляют в сборник 11, откуда разливают в банки, фляги, бочки, автомобильные и железнодорожные цистерны.  

Производство ККС из сухих солодов и несоложеного сырья

Используемое сырье. Концентрат квасного сусла по этому  способу приготовляют из предварительно разваренных ржаной, кукурузно" муки и сухих солодов — ржаного  ферментированного, ржаного не ферментированного  или ячменного по схеме.

Закладку сырья  производят в следующем процентном соотношении по экстрактивным веществам: солод ржаной ферментированный - 32 42%; солод пивоваренный ячменный или  солод ржаной неферментированный - 12-15%; мука кукурузная (кукуруза дробленая) или мука ржаная (рожь дробленая) 43-56%, ячмень дробленый - 20-25%.

Ржаная и кукурузная мука могут применяться как раздельно, так и в смеси. Допускается  применение ячменной муки или ячменя дробленого до 25 % к массе сырья.

Соотношение между  солодом пивоваренным ячменным и солодом ржаным неферментированным, а также между приведенными вида ми несоложеного сырья может изменяться. В случае использования солода ржаного неферментированного допускается частичная замена солода ржаного ферментированного на несоложеные зернопродукты. При этом общее количество ржаного солода должно составлять не менее 32 % от экстрактивных веществ всего сырья.

При выработке концентрата  квасного сусла по данной технологии расход зернопродуктов на 1 т ККС  составляет примерно 1240-1280 кг-

Дробление зернопродуктов. Перед дроблением все сырье пропускают через магнитный сепаратор, взвешивают и размалывают. став помола (в%) должен быть следующим (табл. 29). 

Таблица 29

Состав помола

Солод ржаной

Несоложеное сырье

(рожь, кукуруза,

ячмень) 

ферментированный

неферментирован-ный  или ячменный 

Крупная крупка (сход с сита 2,2)

3-7

2-7

40-50

Средняя крупка (сход с сита 1,0)

25-30

25-30

10-20

Мелкая крупка (сход  с сита 0,56)

30-35

20-26

25-30

Мука (проход через сито 0,56)

30-40

40-50

10-15 

Допускается изменение степени измельчения зернопродуктов в зависимости от качества используемого сырья и оборудования на конкретном предприятии.

Затирание. Несоложеное  сырье не подготовлено к воздействию  ферментов солода и ферментных препаратов, поэтому его подвергают тепловой обработке. Для этого разводную емкость заполняют водой температурой 15-25°С и при непрерывном перемешивании вносят в нее все расчетное количество несоложеного сырья (гидромодуль 1 : 4) и для разжижения — диастатический солод (ячменный или ржаной неферментированный) в количестве 10% от его закладки. Допускается полная или частичная замена солода ферментными препаратами.

Полученную суспензию  несоложеного сырья перекачивают в  предзаторный аппарат, при перемешивании  нагревают со скоростью ГС в мин до температуры 70°С и выдерживают при этой температуре 20— 30 мин. Затем разжиженную массу для клейстеризации крахмала кипятят в течение 30 мин или прокачивают через аппарат непрерывного разваривания («Лагер») при давлении в нем пара 0,3-0,4 МПа. Разваренную массу направляют в заторный аппарат, куда предварительно подают разводку ржаного ферментированного солода и оставшейся части ячменного или ржаного неферментированного солода температурой 45-47°С и добавляют ферментные препараты в виде водных растворов.

Смывные воды из предзаторного  аппарата и аппарата «Лагер» тоже направляют в заторный аппарат. Массу  тщательно перемешивают, получая  окончательное соотношение зернопродуктов и воды в заторном аппарате примерно 1:4.

Ниже приведен рекомендуемый  режим затирания сырья с использованием в качестве несоложеного сырья ржаной обойной муки температура, °С     43      52        62        70 72      77 или до кипения

Продолжительность 60-70   30-60 60-90 30-40 30-40 До осахаривания паузы, мин 

Разделение  затора.

Разделение и осветление затора проводят в одну стадию - при использовании фильтрационных аппаратов или фильтрпрессов, либо в две стадии — при использовании центрифуги и фильтр-пресса, или центрифуги и сепаратора, или фильтрационного аппарата и сепаратора.

Дробину промывают до массовой доли сухих веществ в промывных водах 0,9%. Последние промывные воды следует использовать для приготовления следующего затора.

При разделении затора на фильтрационных аппаратах и фильтрпрессах  для сокращения времени фильтрования и повышения степени использования экстрактивных веществ его рекомендуется доводить до кипения. При этом, в результате дополнительной экстракции крахмала и клейстеризации затор вновь приобретает синее окрашивание с иодом. Поэтому квасное сусло, после фильтрования необходимо подвергать доосахариванию ферментным препаратом при оптимальной для его действия температуре в отдельном сборнике или непосредственно в вакуум-выпарном аппарате.

Параметры режима разделения затора корректируют в зависимости  от используемого оборудования, вида используемого сырья и его качественных показателей. Ниже приводим возможные варианты проведения процесса разделения и осветления затора.

Разделение затора в одну стадию в фильтрационном аппарате проводят следующим образом. Фильтрационный аппарат заполняют водой температурой 80—82°С до уровня выше сит на 2-3 см, после чего при непрерывном перемешивании в него перекачивают осахаренный затор, выдерживают в покое 30-60 мин и начинают его фильтрование.

Первую порцию мутного  сусла возвращают в фильтрационный аппарат, а прозрачное сусло направляют в сборник осветленного сусла. Одновременно декантатором снимают верхний слой прозрачного сусла и также перекачивают в сборник осветленного сусла. Квасную дробину промывают водой температурой 75-80°С. Для этого после слива первого прозрачного сусла в фильтрационный аппарат набирают воду, включают рыхлитель и тщательно разрыхляют верхний слой осевшей дробины. Рыхлитель выключают, затор оставляют в покое на 30-60 мин и продолжают фильтрование с декантацией жидкости после отстоя дробины. Для более полного извлечения экстрактивных веществ процесс промывки квасной дробины повторяют 2 или 3 раза.

При фильтровании на фильтрпрессе в качестве основы фильтровальной перегородки используют ткани бельтинг, фильтр-диагональ или другой материал.

Осветление затора на фильтрпрессе проводят в соответствий инструкцией по его эксплуатации. После отделения первого сусла  на фильтрпрессе квасную дробину  рекомендуется промывать горячей  водой температурой 70—100°С. Остатки  сусла и промывных вод выдавливают сжатым воздухом или водой и выгружают квасную дробину в сборник.

При разделении затора в две стадии возможны следующие  варианты работы: разделение в центрифуге, затем в рамном фильтрпрессе; в  центрифуге —> сепараторе; фильтрационном аппарате -> сепараторе.

По варианту центрифуга -> рамный фильтр-пресс затор предварительно осветляют на центрифуге, что обеспечивает отделение крупных частиц квасной  дробины. Не полностью осветленное  сусло из центрифуги направляют в  фильтрпресс, а квасную дробину из центрифуги собирают в сборник, промывают горячей водой температурой 70-90°С и центрифугируют повторно. Число промываний квасной дробины горячей водой определяют по выходу экстрактивных веществ.

При разделении затора на центрифуге и сепараторе центрифугу используют для отделения крупной фракции квасной дробины, а на сепараторе производят окончательное осветление квасного сусла.

В схеме фильтрационный аппарат -» сепаратор для разделения основной массы квасной дробины  используют фильтрационный аппарат, а окончательное осветление сусла производят на сепараторе.

Кипячение сусла. При  использовании сухих солодов  с целью коагуляции белковых веществ, стабилизации химического состава  и стерилизации сусла его рекомендуется  кипятить в сусловарочном аппарате в течение 1—1,5 ч, после чего массовая доля сухих веществ в готовом сусле должна составлять не менее 10—14%.

Затем сусло подают в сепараторы или гидроциклонные аппараты, где отделяют белковые вещества, скоагулировавшиеся при кипячении. Белковый отстой, содержащий 80—85 % полноценного сусла, целесообразно добавлять в затор при кипячении несоложеной части, чтобы снизить потери экстракта.

Осветленное сусло  поступает в сборник, из которого его направляют на сгущение выпариванием.

Концентрирование  квасного сусла. Осветленное сусло с массовой Долей сухих веществ 10—14 % сгущают в плёночных трубчатых и пленочных роторных вакуум-аппаратах в две стадии. На первой стадии сусло выпаривают до массовой доли сухих веществ 43-47 % в Двух трубчатых пленочных аппаратах последовательно: в первом аппарате - до 22—26 %, во втором — до 43—47 %. Квасное сусло подают центробежным насосом в распределительное устройство пленочного трубчатого аппарата, расположенное в верхней части греющей камеры, и оно тонкой пленкой стекает вниз по поверхности труб, сгущаясь до заданной концентрации.

На второй стадии концентрирования квасное сусло  сгущают в роторном пленочном  аппарате с шарнирными лопатками. В  этом аппарате сусло через патрубки питания поступает на лопасти  ротора, где под действием центробежной силы сусло прижимается к внутренней поверхности корпуса, распределяясь по ней в виде тонкой пленки. По мере стекания раствора от одного ряда лопастей к другому сусло нагревается и влага испаряется.

На второй стадии для предотвращения подгорания температура сгущения сусла должна быть 50—60°С. Процесс прекращают после достижения массовой доли сухих веществ 68—76 % и проводят термообработку полученного концентрата квасного сусла. Готовое квасное сусло передается на термообработку.

Для концентрирования квасного сусла используют также выпарные аппараты различного типа (ВВ-25, ВВ-50, ВНИИКП-2 и др.) руководствуясь рекомендациями по их эксплуатации.

Термообработка концентрата  квасного сусла. Термообработку полученного  концентрированного квасного сусла, содержащего 68-76% сухих веществ проводят с целью накопления продуктов меланоидиновой реакции, придающих ему аромат, свойственный ржаному хлебу, и необходимую цветность. Одновременно при термообработке происходит стерилизация готового продукта и снижение его вязкости.

Термообработку концентрата  квасного сусла проводят либо непосредственно  в выпарных аппаратах (если это допускает  их конструкция), либо в специальных  аппаратах с мешалкой, рассчитанных на повышенное давление.

Для проведения термообработки ККС выдерживают при температуре 110— 112°С при давлении 0,14-0,16 МПа (но не выше допустимого для данного типа аппарата) и постоянном перемешивании не более 30 мин.

В конкретных условиях завода, в зависимости от типа используемых для термообработки аппаратов, давление, температура и продолжительность процесса могут уточняться. В этом случае требуемую продолжительность термообработки устанавливают в зависимости от достигнутой в реакторе температуры или давления и определяют по качественным показателям готового охлажденного ККС. Нагревание ККС до необходимой температуры производят паром, поступающим в паровую рубашку. Допускается нагревание ККС паром через барботер, при этом термообработку можно проводить без дополнительного перемешивания.

После окончания  термообработки пар отключают, полученный ККС охлаждают в теплообменнике до температуры не более 5 взвешивают, и направляют в емкости для хранения или непосредственно на розлив.

Розлив, хранение и  транспортирование ККС. Большие  партии концентрата квасного сусла разливают в автомобильные и желез дорожные цистерны, которые перед заполнением моют, дезинфицируют, и отправляют потребителю. В стеклянные и металлические банки ККС разливают при температуре не ниже 50°С и укупоривают на автоматической машине. Укупоренные банки подают в автоклав, где при температуре 100°С проводят стерилизацию продукта в режиме, указанном в таблице 30.

Таблица 30 

Тара

Давление

в автоклаве,

МПа

Продолжительность, мин 

нагревания

выдержки

охлаждения

Стеклянная  банка: СКО 83-1. 1-82-500

0,15

15

10

15

СКО 83-11. 1-82-1000

0,15

10

25

20

Жестяная  банка № 9

0,10

5

10

10 

Гарантийный срок хранения концентрата квасного сусла после  стерилизации при температуре 2-12°С 8 мес. 

Приготовление концентрата кваса

Способы приготовления  концентрата. Из концентрата квасного сусла приготовляют концентраты кваса, для чего его купажируют (смешивают) с сахарным сиропом, пищевыми кислотами, другими ингредиентами. Наибольшее распространение получили концентраты: кваса, Русского и Московского кваса.