Дрожжевой танк
Дрожжевой танк - резервуар, в которое перекачивается сусло, в процессе чего задаются дрожжи. В танке происходит главное брожение пива (сбраживание) — сахара сусла сбраживаются дрожжами в спирт и диоксид углерода. Используются дрожжи низового брожения, что придает мягкость пиву. На этом этапе зеленое пиво бродит в течение 7-8 суток.
Принцип работы
Горизонтальные бродильные танки загружают интенсивно аэрированным суслом на 75-80 %, очищенным от осадка взвесей охлажденного сусла не менее чем на 50 %. Внесение дрожжей обычно осуществляют на уровне 0,5-1,0 л/гл. Для получения CO2 «открытое» или «закрытое» брожение проводят при максимальных температурах 8-9 °С. При этом возникает сильная конвекция, обусловливающая ускоренное протекание брожения по сравнению с бродильными чанами, и сбраживание до обычного содержания остаточных экстрактивных веществ сокращается примерно на сутки.
Циркуляция пива усиливается благодаря размещенным снаружи охлаждающим карманам. Поддержание максимальной температуры осуществляется верхней системой охлаждения, а для охлаждения до конечной температуры противотоком включается вторая система охлаждения. Осаждение дрожжей в таких емкостях иногда представляет трудности из-за более сильной конвекции. Для оседания им требуется больше времени, и таким образом нивелируется отмеченный выше выигрыш во времени. В целях улучшения осаждения дрожжей конвекция должна завершаться примерно за 24 ч до перекачивания пива на дображивание, то есть к этому моменту конечная температура должна быть уже достигнута. Формированию дрожжевого осадка способствует зона охлаждения в самой нижней точке танка. Положительный эффект может даже дать дальнейшее сбраживание, ожидание оседания дрожжей при температуре 3-5 °С, а затем смешивание с необходимым для дображивания количеством завитков. Без этого содержание дрожжей в пиве, перекаченном с остаточным экстрактом, составляет порядка 20-30 млн клеток/1 мл, и зачастую такое пиво характеризуется дрожжевым или горьковатодрожжевым привкусом.
Вследствие подъема пузырьков CO2 происходит хорошее формирование деки. В течение однодневной паузы на седиментацию она обычно не опадает и при перекачивании пива на дображивание оседает на стенках емкости. Содержание горьких веществ в молодом и готовом пиве, полученном в закрытых емкостях, примерно на 10 % выше, чем у пива, полученного в открытых емкостях. Сбор дрожжей в длинных емкостях производить несколько труднее, однако удовлетворительный результат можно получить или при помощи телескопического черпака путем взмучивания водой, или, в конце концов, при обходе танка, для чего целесообразно установить в задней торцевой стенке танка дополнительный люк. Так как в дрожжах содержатся компоненты деки, ее необходимо очистить с помощью вибросит. В отдельных слоях сброженного пива содержание дрожжей может быть разным, поэтому требуется обеспечить по возможности равномерное распределение молодого пива.
Вертикальные бродильные танки цилиндроконической конструкции загружаются так же, как и горизонтальные танки. Благодаря подъему пузырьков CO2 возникает конвекция, усиливающаяся под действием охлаждения. Подключение лишь верхней зоны охлаждения вызывает более сильную конвекцию, чем подключение нескольких зон или всей поверхности охлаждения в цилиндрической части танка. Подъем пузырьков (его скорость составляет около 0,3 м/с) стимулирует контакт дрожжей с субстратом и тем самым увеличивает скорость брожения и протекающие при этом процессы. Это объясняет, несмотря на большую высоту, исключительную однородность сбраживаемой жидкости. В таких танках при брожении происходит отличное осаждение дрожжей. Уже во время интенсивной фазы направленный вверх турбулентный поток захватывает несколько меньше дрожжей, чем поток, идущий вниз (в том случае, если конусная часть уже немного охлаждена). Охлаждение нижней части снижает турбулентность, чем содействует оседанию дрожжей. Количество дрожжей, дозируемых в объеме около 0,71 л, в стадии высоких завитков может составить 70-75 млн клеток.
Перед перекачиванием пива на дображивание в зависимости от технологии биомасса дрожжей возрастает в 3-3,5 раза. Как мы уже отмечали, отдельные слои бродящего субстрата не отличаются ни по степени сбраживания и температуре, ни по содержанию побочных продуктов брожения. Содержание CO2 вследствие конвекции одинаково даже в очень высоких танках, и пока существует конвекция верхняя и нижняя зона не различаются по содержанию дрожжей (их более высокая концентрация отмечается лишь в конусной части). Эти факторы конвекции и давления являются причиной того, что выделение горьких веществ, как и в рассмотренных выше горизонтальных танках, на 10-15 % ниже, чем в открытых чанах. Продолжительность брожения при обычных температурах 8-9 °С составляет всего 5-6 сут (если не требуется дополнительного времени для достижения конечной степени сбраживания и оседания дрожжей).
Сбор дрожжей относительно не сложен — они спускаются из конусной части бродильного танка после короткого интенсивного слива для удаления загрязнений (взвесей и мертвых дрожжевых клеток) до тех пор, пока по цвету жидкости не станет ясно, что можно производить переключение на лагерный танк. Для предотвращения захвата пива дрожжи следует снимать медленно (в течение 60-80 мин). Их консистенцию можно назвать кашеобразной, однако в результате уменьшения давления столба жидкости в бродильном танке происходит соответствующее увеличение объема и дрожжи становятся вспененными.
Технология перекачивания пива на дображивание или другие технологические операции при дображивании остаются традиционными. Если перекачивание осуществляется с остаточным экстрактом, то охлаждение противотоком (например, с 9 до 5 °С) за 24 ч в сочетании с образованием CO2 позволяет поддерживать хорошую однородность молодого пива благодаря снижению за это время экстрактивности на 0,5-0,8 %. Содержание дрожжей к моменту перекачивания пива на дображивание одинаково и находится на уровне 10-15 млн клеток. Если это пиво распределяется между танками соответствующего объема с помощью смесителя таким образом, что в каждый танк в данный момент времени поступает одинаковое пиво, то содержимое всех танков гарантированно характеризуется одними и темп же свойствами. В начале перекачивания пива на дображивание всегда происходит захват дрожжей со стенок конуса. Дображивание протекает, как и в других бродильных емкостях, причем дрожжи оседают немного быстрее.
С технологической точки зрения сокращенный цикл брожения не является идеальным (перекачивать пиво приходится в выходные дни или в конце недели). Кроме того, получение требуемого качества молодого пива (по экстрактивности, содержанию дрожжей и т. д.) представляется затруднительным, особенно если в один день необходимо производить перекачку нескольких танков, так как смещение, например, на 6 ч может привести к большим изменениям этих значений. В таком случае считается целесообразным продолжать сбраживание и седиментацию дрожжей, а дображивание производить за счет использования завитков. Если, например, перекачивание пива на дображивание осуществляется на день позже, но при этом еще поддерживается температура 4,0-5,0 °С, то степень сбраживания окажется на 3-6 % ниже конечного значения, а содержание дрожжей снизится с 10 млн клеток до 2-3 млн. В связи с этим следует обеспечить однородное распределение молодого пива и равномерное смешивание с завитками (10-12 % со степенью сбраживания 25-35 % и количеством дрожжевых клеток более 50 млн). Благодаря этим мерам к началу дображивания достигается обычный уровень экстрактивности и содержания дрожжевых клеток. Дображивание в этом случае независимо от остаточного количества дрожжей начинается хорошо, а пиво имеет мягкий, приятный вкус и в отличие от «нормально» перекаченного пива допускает более высокое содержание горьких веществ.
Размер танка должен быть таким, чтобы его можно было заполнить за полдня. Для крупных танков этого добиваются благодаря согласованию продолжительности перекачивания из танка для внесения дрожжей или флотационного танка. Если же заполнение продолжается очень долго, то из-за более высокой температуры внесения дрожжей и брожения возникает сильная турбулентность в активной фазе, сопоставимая с условиями брожения при перемешивании. Пиво при этом приобретает «пустой» вкус, так как очень быстро выделяется большое количество белка, образуется меньше летучих кислот и возникает неблагоприятное соотношение сложных эфиров и высших спиртов. Образуется больше «общего диацетила», поскольку его максимальное содержание достигается на 1-2 сут позже, и снижение его содержания до конца брожения или созревания представляет серьезные проблемы.
