Семенные дрожжи после брожения направляются в дрожжевое отделение, где их обрабатывают на вибросите для отделения крупных хлопьев белковых веществ и хмелевых смол, а затем тщательно промывают холодной водой температурой 1-2 оС. В результате освобождения от слизистых веществ, обволакивающих поверхность клеток, повышается проницаемость клеточных оболочек.
Ежедневный уход за дрожжами заключается в смене воды и поддержании в сборнике температуры 1-2 °С. В таких условиях под слоем холодной воды дрожжи могут сохраняться в хорошем состоянии в течение 3-4 сут.
Для удаления посторонней микрофлоры дрожжи обрабатывают слабым раствором серной, молочной, фосфорной или др. кислот.
При использовании для введения в сусло семенных дрожжей предварительно производят так называемое разбраживание дрожжей. Для этого отобранные для введения семенные дрожжи смешивают в специальном аппарате с холодным пивным суслом из расчета от 2 до 6 л сусла на 1 дм3 дрожжей. Сусло с дрожжами перемешивают мешалкой или продувают стерильным воздухом.
После перемешивания сусло оставляют на 1-3 ч для разбражи-вания при температуре, не превышающей установочной температуры брожения (6 °С). Оптимальной продолжительностью разбраживания считается такая (2-3 ч), при которой начинается интенсивное почкование дрожжей, а количество образовавшегося спирта достигает 0,3 %.
Затем сусло с дрожжами вводят в сусло, находящееся в бродильном танке. Бродильный аппарат заполняют суслом в 2-3 приема. Заполнение считают законченным, когда в нем остается незаполненным 10-15 % объема.
Главное брожение Процесс брожения зависит от ряда факторов: способа сбраживания, состава сусла, температуры брожения, величины бродильного аппарата, но наибольшее значение имеет штамм дрожжей, от которого зависят вкус и аромат готового пива. Наиболее пригодными считаются быстро сбраживающие дрожжи, которые обеспечивают хорошее осветление и мягкий чистый вкус пива.
Главное брожение протекает в несколько стадий. Они отличаются друг от друга и характеризуются изменением внешнего вида поверхности бродящего сусла, изменением температуры, понижением экстрактивности сусла и степенью осветления молодого пива.
Первая стадия брожения, характеризующаяся образованием на поверхности сусла нежно-белой пены, называется забелом.Через 15-20 ч после задачи дрожжей появляются первые признаки брожения. Становится заметным выделение углекислоты и появление нежно-белых пузырьков пены. Сначала пузырьки пены появляются по краям сусла. У стенок бродильного чана образуется валик белой пены. Затем постепенно вся поверхность сусла затягивается равномерным слоем белой пены. К концу первой стадии брожения в пене начинают появляться незначительные выделения хмелевых смол и белковых веществ. Экстрактивность сусла снижается с 0,2 до 0,5 % в сутки.
Начальная стадия брожения продолжается 1-1,5 сут и характеризуется главным образом размножением дрожжей.
Вторая стадия брожения – это период низких завитков. Выделение пузырьков углекислоты становится более интенсивным, что обусловлено полноценностью питательной среды для дрожжевых клеток. Стадия характеризуется образованием густой, белой, компактной, поднимающейся пены, которая по внешнему виду представляет собой завитки красивой формы. За счет усиленного выделения хмелевых смол завитки окрашиваются в желто-коричневый цвет.
Продолжительность стадии 2-3 сут. Экстрактивность сусла также понижается на 0,5-1,0 % в сутки.
Третья стадия, называемая стадией высоких завитков, характеризуется наибольшей интенсивностью брожения. Спиртовое брожение сахаров приводит к повышению температуры сбраживаемой среды, так как при сбраживании 1 кг сахара выделяется 628 кДж тепла. В результате на 4-е или 5-е сутки пенообразование усиливается. Пена становится рыхлой, сильно поднимается вверх, и завитки достигают наибольшей величины. Поверхность пены приобретает характерный коричневый цвет. Убыль экстракта в сутки достигает 1-1,5 %. Стадия продолжается 3-4 сут.
Четвертая стадия — стадияопадания завитков — характеризуется постепенным опаданием пены, хлопьеобразованием дрожжей, исчезновением завитков, в результате чего поверхность сусла покрывается тонким слоем коричневой пены, называемой покрышкой или декой. Опадание завитков продолжается двое суток. Экстрактивность сбраживаемого сусла понижается на 0,5-0,2 % в сутки. Оседание дрожжей приводит к прекращению брожения и осветлению пива. Процесс главного брожения считается законченным. Полученный к концу этой стадии продукт называют молодым пивом.
Для поддержания температуры на оптимальном уровне внутри бродильных аппаратов имеются стационарные или переносные змеевики, через которые пропускают холодную воду (0,5-1 оС) или рассол.
Технологические режимы главного брожения Главное брожение осуществляют в закрытых и открытых цилиндрических бродильных аппаратах (танках с коническим днищем) из нержавеющей стали, алюминия или железобетона.
Наиболее распространены закрытые танки цилиндрической формы. В таких бродильных танках вся дека при перекачивании пива в лагерные танки остается на верхней сферической части и стенках. Все современные пивоваренные заводы оборудуют такими бродильными танками.
Для удобства эксплуатации бродильные танки монтируют на специальных подставках на высоте 50-60 см от уровня пола. Бродильные танки немного наклоняют в сторону спускных отверстий, для того чтобы пиво полностью стекало с дрожжей, а также для лучшего спуска дрожжей и смывных вод.
Заполнение и опорожнение таких аппаратов производят снизу. Вместимость одного бродильного аппарата и одного аппарата для дображивания подбирают с учетом объема сусла или молодого пива, получаемого от одного или двух заторов. Число аппаратов определяют в зависимости от числа варок в сутки и продолжительности процессов главного брожения, дображивания и созревания.
Ведение главного брожения включает такие основные технологические операции, как наполнение бродильных аппаратов суслом, введение в сусло дрожжей, сбраживание сусла, перекачивание молодого пива на дображивание и отъем дрожжей. Процесс осуществляют периодическим или полунепрерывным способом.
Охлажденное до необходимой температуры брожения (5-7 оС) начальное сусло поступает в бродильный аппарат предварительного брожения. Это необходимо для получения сусла однородного состава и улучшения процесса брожения за счет частичного выпадения в осадок белков и других веществ. По истечении 20-24 ч забродившее сусло перекачивают в бродильные танки, не трогая образовавшийся на дне чана осадок.
В сусло на пути его следования вводят дрожжи в виде технически чистой культуры или семенных дрожжей из расчета 0,4-0,7 дм3 на 100 дм3 сусла. Задаваемые дрожжи должны быть свежими, хорошо промытыми, с приятным запахом, светлыми и обладать нормальной бродильной способностью.
Дрожжи поступают в суслопровод под давлением или засасываются потоком сусла (тип инжектора).
На многих заводах дрожжи с холодным суслом перемешивают в монжю путем продувания стерильным воздухом, или диоксидом углерода, или механическим перемешиванием. Различают два режима брожения: холодное (дрожжи вносят при 5-6 °С, максимальная температура 8-9 °С и конечная 4,5-5,5 °С) и теплое (дрожжи вносят при 9 °С, максимальная температура 12-13 °С и конечная 6-7 °С).
Температура при брожении не должна подниматься выше установленной. Необходимо своевременно установить момент начала охлаждения. Охлаждение сусла раньше установленного срока вызывает ослабление деятельности дрожжей.
Запоздалое охлаждение также нежелательно, так как при этом будет сброжено больше экстракта, поэтому для дображивания и нормального насыщения пива диоксида углерода останется недостаточно.
Во время главного брожения выделяется большое количество СО2. На многих пивоваренных заводах, где брожение ведут в закрытых танках, СО2, образующийся при брожении, собирают и используют для промышленных целей.
К концу брожения дрожжи оседают на дно. Из-за горького вкуса осевшую пену обязательно удаляют с поверхности сусла. Осветлившаяся жидкость называется молодым пивом, оно не является товарным продуктом. В нем, помимо этилового спирта и углекислого газа, накапливается ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата. Процесс главного брожения завершается за 7-10 сут (для пива «Жигулевское» - 7 сут).
Для получения пива хорошего качества молодое пиво должно быть выброжено так, чтобы для процесса дображивания в нем осталось около 1-1,5 % сбраживаемых углеводов.
Показатели качества сусла На практике окончание главного брожения определяют по видимому содержанию сухих веществ в молодом пиве.
Основным показателем, характеризующим окончание главного брожения, является степень сбраживания. Степенью сбраживания V, %,называется количество сброженного экстракта сусла, выраженное в процентах, к содержанию сухих веществ исходного сусла
V = [(Е - е) • 100] / Е, (4)
где Е —содержание сухих веществ в исходном сусле по сахариметру, %; содержание сухих веществ в молодом пиве по сахариметру, %.
Различают кажущееся (видимое) и действительное содержание экстракта. Видимый экстракт определяют в продукте при наличии в нем спирта и углекислоты, а действительный — после удаления последних по относительной плотности пикнометрическим методом.
Величина видимого экстракта сбраживаемого сусла и пива всегда меньше величины действительного экстракта, так как сахарометр погружается в спиртосодержащей жидкости глубже и соответственно показывает величину меньше действительной. Приближенно Vд = 0,81 Vвид.