Производство  концентрата квасного сусла

Безалкогольным напитком, заслуженно пользующимся большим спросом  в нашей стране, является хлебный  квас. Улучшение питательных и  вкусовых качеств может быть достигнуто при производстве его из концентрата  квасного сусла (ОСТ 18—123—79). Технология концентрата квасного сусла разработана сотрудниками кафедры биотехнологии продуктов брожения, экстрактов и напитков КТИПП и внедрена в производство на ряде предприятий нашей страны.

Органолептические показатели концентрата квасного сусла следующие: Производство концентрата квасного сусла (ККС) состоит из следующих основных технологических процессов: очистка, взвешивание и дробление зернопродуктов, приготовление затора, фильтрование его, осветление, упаривание сусла, термообработка концентрата, розлив концентрата квасного сусла. На рисунке 19 представлена аппаратно-технологическая схема приготовления его. Ячменный и ржаной ферментированный и неферментированный солод, а также несоложеные зерно-продукты из зернохранилища поступают после очистки в дробильное отделение.

С целью снижения себестоимости готового концентрата  рекомендуется замена 40—50 % ржаного  солода несоложеными зернопродуктами, в качестве которых могут использоваться рожь или кукуруза раздельно либо в смеси. Допустимо также применение до 25 % к массе сырья несоложеного ячменя или тритикале. Приготовление затора состоит из двух последовательно проводимых технологических стадий: подработки несоложеных зернопродуктов и приготовления затора. Несоложеные зернопродукты по химическому составу и физическим свойствам значительно отличаются от солода.

Они не подготовлены к воздействию ферментов солода и ферментных препаратов. Поэтому  несоложеную муку необходимо подвергать тепловой обработке. Все количество рассчитанных на затор несоложеных зернопродуктов смешивают в заторном аппарате 11 с 5 % (к массе муки) неферментироваиного ржаного илн ячменного солода при гидромодуле 1:4 и температуре воды 40—45°С. Для восполнения недостатка ферментных систем несоложеного сырья добавляют ферментные препараты — цитороземин Пх и амило-ризин Пх по 0,5 % каждого нз них к массе несоложеной муки при стандартных активностях этих препаратов.

Можно применять и  другие ферментные препараты, обладающие цитоли-тической, амилолитической и  протеолнтической активностями. Солод и ферментные препараты задают в воду до начала засыпки несоложеной муки. Для затирания целесообразно использовать промывную воду, которую насосом подают из сборника промывных вод 18. Затор выдерживают при температуре 40—45 °С в течение 30 мин. После этого подогревают со скоростью 1 °С/мин до 62—65 °С и при этой температуре также выдерживают 30 мин. Затем подогревают и кипятят 20—30 мин.

В зависимости от загружености оборудования приготовление  затора может производиться по двум вариантам. Вариант 1. В заторный аппарат 13 набирается холодная вода и задается оставшееся количество иеферментированного ржаного или ячменного солода, ферментные препараты цито-роземин Пх и амилоризин Пх из расчета по 0,5 % каждого из них к массе всего затираемого сырья при стандартной активности (или другие ферментные препараты) и все количество необходимого иа затор ферментированного ржаного солода. Гидромодуль этой части затора 1 :6. К полученной смеси при работающей мешалке перекачивают из аппарата // прокипяченную часть несоложеного затора. Температура объединенного затора в аппарате 13 должна составлять 45 °С, а гидромодуль 1 :5. Общий затор в аппарате 13 выдерживают при следующих температурных паузах: 43—45 °С — 60 мии (гидролиз некрахмальных полисахаридов и белковых веществ); 62— 63°С — 60 мин (накопление редуцирующих Сахаров); 71— 72 °С — 20—40 мин до полного осахаривания по йодной пробе. Осахаренный затор подогревают до 76—78 °С и центробежным иасосом 12 перекачивают на разделение в фильтрационный аппарат 14. Вариант 2. К прокипяченной несоложеной части затора, которая находится в заторном аппарате //, добавляют холодную воду (из такого расчета, чтобы гидромодуль общего затора был 1 : 5 и при достижении температуры смеси 47—48 °С вносят ци-тороземин Пх и амилоризин Пх из расчета по 0,5 % каждого из них к массе затираемого сырья при их стандартной активности (или другие ферментные препараты). Затем производят затирание остального количества иеферментированного ржаного (или ячменного) и всего ферментированного ржаного солода.

Полученный объединенный затор при температуре 45 °С передается в заторный аппарат 13, в котором  производится выдержка при тех же температурных паузах, которые указаны  в варианте 1. Время передачи затора при температуре 45 °С из аппарата в  аппарат 13 засчитывается как пауза при этой температуре. Осахаренный и подогретый до температуры 76—78 °С затор центробежным насосом 12 подается на разделение в фильтрационный апарат . Для разделения затора в настоящее время применяют методы фильтрования в фильтрационных аппаратах или иа фильтр-прессах, а также центробежные методы при сочетании центрифуги с сепаратором. Центробежный метод разделения ржаных заторов непродолжителен по времени и иетрудоемок, но очень энергоемок и сопровождается большими потерями экстрактивных веществ. Кроме того, он не обеспечивает хорошего осветления сусла. Наиболее распространён в пивоваренной промышленности способ фильтрования заторов в фильтрационных аппаратах. Его применяют для фильтрования ржаных заторов. Порядок работы фильтрационного аппарата следующий:

После кипячения сусло  перекачивают в гидроциклонный аппарат 21, где отделяются скоагулировавшиеся при кипячении белковые вещества. Осветленное сусло насосом 22 направляется в сборник 23, из которого поступает на упаривание. В гидроциклонном аппарате 21 после спуска сусла остается отстой, в котором содержится 80—85 % полноценного сусла. Поэтому его целесообразно добавлять к затору при кипячении несоложеной части. Для этого его из гидроциклонного аппарата направляют в сборник отстоя 24, откуда под давлением сжатого воздуха он передается в аппарат //. Сборник осветленного сусла 23 должен вмещать сусло одной варки. Бесперебойную работу установки обеспечивают два таких сборника. Для контроля расхода поступающего на упаривание сусла устанавливают расходомер 25, после чего сусло проходит через ловушку 26 для задерживания взвесей и направляется на вакуум-выпарную установку 27. Упаривание сусла может производиться в трубчатых вакуум-выпарных аппаратах, которые целесообразно соединять в многокорпусную установку (3—4-корпусную). В последние годы для упаривания вязких жидкостей разработаны роторные пленчатые испарители. Поэтому в данной схеме для упаривания квасного сусла предусматривается роторный пленчатый испаритель. Физико-химические показатели квасного сусла в процессе его упаривания следующие:

Упаренное сусло не имеет хлебного аромата и специфического вкуса, а также отличается высокой  вязкостью, недостаточной цветностью и кислотностью. Для улучшения физико-химических и органолептических показателей, а также в целях его стерилизации упаренное сусло нуждается в специальной термической обработке. С помощью насоса 22 сусло передается в реактор 34, снабженный паровой рубашкой и перемешивающим устройством. Там выдерживается при температуре ПО— 120 °С (при повышенном давлении 0,04—0,05 МПа)  и непрерывном перемешивании в течение 60—30 мин. Для обеспечения быстрого подогрева упаренного сусла до температуры термообработки перед реактором 34 устанавливают теплообменник 33. В результате тепловой обработки в сусловом концентрате снижается вязкость, увеличивается содержание меланои-динов и других красящих и ароматических веществ, при этом повышается цветность, кислотность, появляется ярко выраженный вкус и аромат ржаного хлеба. Для бесперебойной работы выпарной установки необходимо предусмотреть не менее двух реакторов. По окончании термической обработки для прекращения реакции меланоидинообразования температуру концентрата не, обходимо за 20—30 мин снизить до 60—70°С. Для этого после реактора 34 предусмотрен теплообменник 36, через который насосом 35 пропускается готовый концентрат. С целью экономии тепла концентрат, поступающий на термообработку в реактор 34, целесообразно подогревать за счет тепла концентрата, выходящего из реактора. Для этого выходящий из реактора 34 концентрат (с температурой ПО—П5°С) насосом 35 подается в теплообменник 33, где отдает свое тепло концентрату, поступающему из испарителя (температура 60—65СС). За счет этого тепла поступающий концентрат подогревается, а после термообработки в этом же теплообменнике охлаждается. В теплообменнике 36 концентрат окончательно охлаждается холодной водой до температуры 35—40 °С. Затем он передается в сборник 37, в котором его взвешивают, после чего направляют в сборник для хранения концентрата 38, снабженный подогревающим устройством для подогрева продукта в холодное время года. Для розлива концентрата квасного сусла используют бочки, которые предварительно моют горячей водой (60—70 СС), затем пропаривают острым паром с помощью шприца 40. С целью учета концентрата в бочках их взвешивают на весах 41. На реализацию бочки передаются электропогрузчиком 42. Кроме того, концентрат разливают и в автоцистерны 43. Снизить себестоимость концентрата квасного сусла и увеличить выход целевого продукта из 1 т сырья можно только зная технологический процесс и управляя им. А для этого предварительно следует рассчитать изменения веществ в процессе производства концентрата. Расчетом продуктов определяют необходимое количество сырья, промежуточных продуктов и отходов, получаемых при производстве концентрата квасного сусла. Расчет ведут на 100 кг зернопродуктов, расходуемых для производства концентрата квасного сусла с последующим пересчетом полученных данных на 100 кг и 1 т концентрата, а также на суточную и годовую производительность завода. Для расчета (на основании исследований) примем, что квасное сусло будет готовиться из несоложеной ржи — 30 %, солода ржаного ферментированного — 50 и неферментированно-го — 20%. Характеристика сырья для ного сусла приведена ниже:

В зависимости от состава перерабатываемых зернопродук-тов  в концентрате квасного сусла содержится около 4 % растворимых белковых веществ, которые на 20—50 % представлены высокомолекулярной, на 11—16 — среднемолекуляриой и на 40—60 % низкомолекулярной фракциями. В его состав входят 15 свободных аминокислот, общее содержание которых составляет 880—1560 мг на 100 г концентрата. Наибольшее количество белка содержится в концентрате квасного сусла, выработанном из сухих ржаных зернопродуктов. В процессе термообработки содержащиеся в упаренном сусле редуцирующие сахара и аминокислоты образуют меланои-дины, придающие концентрату интенсивную окраску и аромат ржаного хлеба. При этом повышается цветность, кислотность и вязкость. Оптимальными условиями термообработки являются: при температуре 100 °С выдержка 60—75 мин, при 115 °С — 45—60 мин; при 120 "С — 15—30 мин.