Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ПРИМЕНЕНИЕ БИОКАТАЛИЗАТОРОВ И РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВНЫХ НАПИТКОВ

Понамарева М.В. 1 Овсянникова Е.А. 1
1 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Производство пивных напитков является одним из специфических направлений пивобезалкогольной промышленности, позволяющее на сегодняшний день снизить себестоимость готового продукта за счет использования большого количества несоложеного сырья, в частности ячменя, заменяя им солод. При этом важно интенсифицировать процесс экстракции, протекающий на стадии затирания, которая является определяющей для основных показателей пива и пивных напитков.

Увеличения выхода экстракта можно добиться использованием ферментных препаратов и применением современного оборудования при затирании.

Интенсивно извлекать экстрагируемые вещества позволяют ферментные препараты за счет биокаталитического воздействия на ценные компоненты ячменя и солода, растворяя их крахмалы, белки и целлюлозу.

Роторно-пульсационные аппараты (РПА) широко используют при проведении гидромеханических, химических, тепло-массообменных процессов, например, при экстракции, гомогенизации, диспергирования и т.д. Они характеризуются низкой удельной энерго- и металлоёмкостью при высоком качестве получаемого готового продукта. Это является одной из приоритетных задач развития науки и техники.

Учитывая вышеизложенное, РПА и вносимые в затор ферментные препараты предлагается использовать как способ интенсификации процесса экстрагирования на стадии затирания зернопродуктов при приготовлении пивных напитков с высоким содержанием ячменя.

Принимая во внимание термостабильность, распространенность, относительную дешевизну и эффективность воздействия на зернопродукты, при исследовании были использованы препарат цитолитического действия Целловеридин Г10х и комплексный препарат амилолитического действия МЭК1.

При проведении исследования процесса экстрагирования при производстве пивных напитков зернопродукты ( ячмень и солод ячменный) и ферментные препараты (Целловеридин Г10х и МЭК1) в различных соотношениях и дозировках смешивали с водой, подогретой до температуры 40–80 °С и обрабатывали в роторно-пульсационном аппарате.

Соотношение расхода твердой и жидкой фаз составило 1:3. Время обработки 5-15 мин. Частота вращения ротора 1000-2000 об/мин. Начальная температура обработки 40-80 °С. Межцилиндровый зазор на протяжении всех экспериментов оставался постоянным (0,1⋅10-3 м).

В ходе предварительных экспериментов были определены режимы обработки сырья в РПА и дозировки ферментных препаратов.

Предварительно готовили контрольное сусло на классическом заторном аппарате. Для этого дробленые зернопродукты (d = 1-2 мм) смешивали с водой в соотношении 1:3, подогретой до температуры 45 °С и ферментными препаратами Целловеридин Г10х и МЭК1 в различных дозировках. Непрерывно помешивая, соблюдали следующий температурно-временной режим:

45 °С – 30 мин → 50 °С – 45 мин → 63 °С – 60 мин → 70 °С – 30 мин → 72-73 °С – 15 мин →78 °С → фильтрование

Экстрагирование в заторном аппарате проводилось в следующих вариантах соотношений зернопродуктов и дозировок ферментных препаратов (табл. 1):

Полученное в РПА и заторном аппарате сусло фильтровали и сравнивали, анализируя процентное содержание сухих веществ. Результаты качественного анализа контрольного сусла представлены в табл. 2.

Таблица 1

Соотношения зернопродуктов и ферментных препаратов

№ п/п

Ячмень, %

Солод, %

Целловеридин Г10х, г/т

МЭК1, г/т

1

15

85

0

0

2

15

85

200

20

3

50

50

300

250

4

75

25

300

250

5

100

0

300

250

6

50

50

500

550

7

75

25

500

550

8

100

0

500

550

Таблица 2

Качественные показатели сусла, приготовленного в классическом заторном аппарате

Опыт №

Время фильтр, мин

Содержание сухих веществ, %

Кислотность, к.ед.

Мальтоза, г/100 см3

Аминный азот, мг/100 см3

1

120

7,0

1,2

6,6

30,8

2

80

7,0

1,4

6,9

35,0

3

50

7,0

1,6

6,0

28,0

4

80

7,0

1,3

5,8

19,6

5

-

2,0

0,8

1,1

16,8

6

100

6,5

1,6

2,1

25,2

7

85

6,5

1,5

5,3

19,6

8

2,0

1,1

6,0

12,6

Из таблицы видно, что рациональным является использование ячменя в количестве от 50 % до 75 % к общей засыпи зернопродуктов при дозировках препаратов Целловеридин Г10х и МЭК1 300г/т и 250 г/т соответственно. Об этом свидетельствуют достаточно хорошие качественные показатели.

В роторно-пульсационном аппарате эксперименты проводились при различных начальных составах смеси (НС), учитывалось соотношение с водой 1:3. Составы смесей представлены в табл. 3.

Наиболее значимые результаты исследований при различных сочетаниях факторов, определяющих эффективность процесса, отображены в табл. 4.

Таблица 3

Начальный состав смеси в экспериментах

Обозначение

Ячмень, %

Солод, %

Препарат Целловеридин Г10х, г/т

Препарат МЭК1, г/т

НС1

15

85

200

20

НС2

50

50

300

250

НС3

75

25

300

250

НС4

50

50

500

550

НС5

75

25

500

550

Таблица 4

Качественные показатели сусла, приготовленного в РПА при различных составах НС

τ, мин

t, °С

n, об/мин

СВ

НС1, %

СВ

НС2, %

СВ

НС3, %

СВ

НС4, %

СВ

НС5, %

1

15

80

1000

7,9

7,7

7,7

7,2

7

2

10

80

1000

8

7,7

7,5

7,6

7

3

10

60

1000

7,8

7,9

7,3

7,4

7,2

4

15

40

2000

8

7,9

7,4

7,2

7

5

10

40

2000

8

8

7,7

7,3

6,8

6

15

80

2000

8

8,1

8

7,5

7,5

8

15

60

2000

7,9

7,9

8

8

7,5

9

10

60

2000

8,2

8,2

8,2

7,8

7,7

10

15

80

1500

8

8

7,8

7,7

7,3

11

10

80

1500

8,3

8,2

8,2

7,8

7,7

12

15

60

1500

8,3

8

7,9

7,9

7,5

13

10

60

1500

8,3

8,2

7,9

8,1

7,7

Приведенные в таблице 4 данные наглядно показывают, что для получения пивных основ из смеси зернопродуктов, содержащей большой процент ячменя, целесообразно использовать роторно-пульсационный аппарат. При этом рациональные режимные параметры работы аппарата будут следующие: частота вращения ротора – 1500 об/мин, продолжительность обработки – 10 мин, температурный режим – 60 °С. Оптимальные соотношения зернопродуктов и дозировок ферментных препаратов: содержание солода – 25 %, ячменя – 75 %; количество Целловеридина Г10х – 300 г/т, МЭК1 – 250 г/т. Видно так же, что наибольшее влияние на содержание экстрактивных веществ в пивных основах оказывает время пребывания смеси в РПА.

С применением биокатализаторов и роторно-пульсационного аппарата в производстве пивных напитков содержание сухих веществ в сусле возросло на 24,6 %, а время проведения экстрагирования существенно сократилось, что свидетельствует об интенсификации процесса.


Библиографическая ссылка

Понамарева М.В., Овсянникова Е.А. ПРИМЕНЕНИЕ БИОКАТАЛИЗАТОРОВ И РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВНЫХ НАПИТКОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-2. – С. 237-239;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32121 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674