фільтрування пива
Розлив дозрілого пива здійснюють в транспортні ємності - бочки, кеги, пляшки або банки. Він ускладнюється тим, що після головного бродіння і доброджування пиво знаходиться в чані для доброджування при низьких температурах і певному надлишковому тиску, а також містить CO2. Пиво має перекачуватися з чана для доброджування в транспортні ємності без втрат CO2, і ця вимога може виконуватися тільки при розливі під противодавлением і при низьких температурах.
Пиво також має зберігати не тільки бездоганний смак, але і прозорість (з блиском). Природним шляхом прозорість пива може бути досягнута завдяки освітленню, що відбувається при доброжуванні темних сортів пива (для світлих сортів воно не властиво), і тому пиво освітлюють штучно, тобто його фільтрують чи центрифугують. Переважно застосовують фільтрування, так як в цьому випадку з пива видаляються не тільки зважені частинки муті (високомолекулярні білки у вигляді білкових з'єднань дубильних речовин і гірких речовин хмелю - хмільні смоли), але і дріжджі. При штучному освітленні можна також видалити присутні в пиві бактерії, здатні привести до псування пива. Завдяки фільтрування поліпшуються властивості пива - воно стає більш прозорим, а в результаті видалення суспензій біологічної і небиологической природи підвищуються його органолептичні властивості і стійкість. Фільтр розташовують на лінії розливу між танком для доброджування і апаратом розливу.
Теоретичні основи фільтрування
Зважені частинки муті розрізняють за ступенем фільтрації, що залежить від їх розміру. При цьому розрізняють наступні речовини.
- Великі дисперсні частинки (розмір більше 0,1 мкм). При мікроскопірованіі видно, що вони являють собою коагульованої білок дріжджів або бактерій.
- Колоїдні речовини (розмір від 0,001 до 0,1 мкм) здебільшого виявляються емпірично в дегустаційному келиху завдяки заломлення світла (метод Тиндаля-Кегеля). Колоїдні речовини складаються з білкових з'єднань дубильних речовин, гума-речовин і хмельових смол. Зниження частки колоїдів покращує фізико-хімічні властивості пива, його стійкість, але знижує пенообразующую здатність і повноту смаку пива.
- Молекулярні дисперсні частинки (розмір менше 0,001 мкм) не виявляються візуально і присутні у вигляді молекул або їх ланцюгів.
Методи штучного освітлення засновані на трьох різних процесах, які застосовують або окремо, або в їх поєднанні.
- Седиментація. При центрифугуванні завдяки відцентровій силі відокремлюються великі дисперсні частинки в залежності від їх діаметра і числа обертів; відділення колоїдів не відбувається.
- Фільтрування. Можливість утримання всіх частинок, що перевищують за розміром пори фільтра, залежить від пропускної здатності сита (фільтра). Залежно від діаметра пір поряд з частинками каламуті можуть віддалятися також великі колоїди.
- Адсорбція. За допомогою адсорбції поряд з великими дисперсними частками (в залежності від хімічної спорідненості до фільтрувального матеріалу або відповідного електричного заряду) видаляються також колоїди і навіть розчинені речовини.
Залежно від механізму освітлення відокремлюються різні групи речовин, а також змінюється вплив фільтрувального матеріалу в ході фільтрування. Пропускна здатність у міру забивання фільтра поступово знижується (пори стають все менше) і зменшується вплив адсорбції. Адсорбція барвників і ПАР відбувається дуже довго. Значення pH під впливом іонів води, використовуваної для промивання, змінюється - гідрокарбонати підвищують pH пива, причому іони Ca2 + можуть стати причиною появи небажаних оксалатних домішок. Адсорбционное вплив фільтрувального матеріалу впливає не тільки на речовини, що утворилися при колоїдному помутнении пива внаслідок сильного охолодження, але і на самі колоїди, що зумовлюють пенообразующие властивості і повноту смаку пива. Після фільтрування смак пива деякий час буває незбалансованим і часто гірчить. Лише через кілька діб знову формується гармонійний смак, який залежить від ступеня дисперсності залишкових колоїдів. При дуже тонкому фільтруванні адсорбирующими матеріалами спостерігається (швидше за все, через втрату редукуючих або гірких речовин) підвищення стійкості пива до інфікування на лінії розливу.
Різні фільтруючі матеріали - бавовна (мас-фільтри), целюлоза (пластинчасті фільтри), кизельгур і перліт - різні за своєю, що фільтрує. При використанні бавовняного фільтра існує можливість зміни пропускної здатності фільтра за рахунок різної сили стиснення і тиску на фільтрувальний осад. Бавовняний фільтр характеризується слабкою адсорбцией (але кращої, ніж кизельгур), але її можна підвищити завдяки додаванню целюлози і за допомогою збільшення тривалості фільтрування.
Намивні фільтри з фільтруючими шарами завдяки сильному стиску характеризуються високою пропускною спроможністю. Ступінь адсорбції фільтруючих шарів залежить від підготовки їх складових частин (целюлози і т. Д.). Для гарантії бажаної адсорбції фільтруюча навантаження на 1 м2 повинна бути незначною. Кизельгур практично не має адсорбційну здатність, але її можна підвищити завдяки додаванню целюлози, активованого вугілля або стабілізаторів. Пропускна здатність Кізельгуровий фільтр залежить від вибору ступеня дисперсності кизельгура або перліту. Фільтруюча здатність Кізельгуровий фільтр може відносно постійно підтримуватися завдяки поточному дозування допоміжних фільтруючих засобів.
Через різного впливу фільтрів при високих вимогах до стійкості пива доцільно розділяти завдання за попередньою освітленню пива та по тонкому фільтрування.
В ході іншого тіста нефільтроване пиво фільтрують з постійною швидкістю через звичайний виробничої кизельгур і протягом певного часу вимірюють виникаючий тиск. При цьому спостерігається хороша взаємозв'язок між результатами досвідченого фільтрування і реального. Для виявлення ступеня впливу фільтраційного осаду (залишку на фільтрі) по Райбле (Raible) пиво фільтрують 24 год при 0 ° С через металеву тканину з розміром пір 15 мкм, причому фільтрування через намивний фільтр ведеться при постійному тиску. За обсягом фільтрування та його тривалості розраховують коефіцієнт фільтрування. За ступенем впливу залишку на фільтрі екстраполюють питома обсяг фільтрування. Даний тест застосовують при виборі типу кизел-гура.
Для забезпечення прийнятної ступеня фільтрування необхідно враховувати наступні обставини. Тиск перед фільтром повинно перевищувати тиск насичення пива CO2 при відповідній температурі. Тиск перед фільтром в ході фільтрування зростає в міру забивання пір фільтра і зменшення їх розмірів. При одній і тій же продуктивності фільтра при цьому посилюється швидкість надходження фільтрату всередину фільтра. Через високий перепаду тисків через фільтр можуть «продавлюватися» вже адсорбовані речовини і дріжджі. Необхідна також достатня фільтруюча поверхню. На збільшенні тиску позначається також тривалість фільтрування, оскільки тиск залежить від ступеня каламутності і колоїдної структури пива. При фільтруванні, наприклад, інфікованого пива може знадобитися зниження швидкості фільтрування.
Вирішальне значення при фільтруванні має температура пива. Пиво в Московському відділенні дображивания при мінусових температурах по шляху до фільтру і при фільтруванні не повинно нагріватися, інакше відбудеться повторне розчинення частинок муті, що підлягають видаленню. Рекомендується тому до фільтрування включити швидке глибоке охолодження, що знижує температуру промивної або деаерірованной води (води для намивання фільтруючого шару), що дозволить забезпечити необхідну в процесі фільтрування температуру.