В производстве пива вода относится к основному сырью, поскольку оказывает сильное влияние на вкусовые свойства и стойкость готовой продукции. Вода должна соответствовать определенным требованиям: общая жесткость - умеренная (желательно использовать мягкую воду), уровень кислотности pH - нейтральный, ограниченное содержание хлоридов, железа, марганца, нитратов. Для производства пива лучше всего использовать артезианскую воду. Соли, содержащиеся в воде, влияют на вкус, аромат, цвет, органолептические показатели пива. Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду. Для темного пива жесткость воды может быть выше. В жесткой воде хмель дает более грубую горечь, цвет сусла получается более темным. К тому же вода, употребляемая для пивоварения, должна иметь слабокислую или нейтральную реакцию. Щелочная вода для пивоварения непригодна.
Где вода отвечает требованиям по мягкости, там пиво лучше. Строительство пивоварен, заводов начиналось с поиска источника воды с определенным составом, наиболее пригодной для пивоварения. За рубежом некоторые марки пива вырабатываются только на воде определенного состава. Скажем, очень мягкая вода в Пльзене, который по праву считается центром чешского пивоварения. Хорошая вода на Украине, в Прибалтике. Мягкая вода в Петербурге. В Самаре вода средней жесткости. Жесткая вода в Средней Азии и очень жесткая в Туле, требующая дополнительной обработки.
Жесткую колодезную воду рекомендуется кипятить не менее получаса для умягчения воды, постоянно при этом снимая пену. В прошлом, в непромышленном пивоварении, кипятили жесткую воду и с поташем, древесной золой. Мыло в мягкой воде должно быстро и хорошо распускаться и пениться, как в речной или дождевой воде. Часто для пивоварения использовали речную воду. Вода, взятая из родника, пригодна для пивоварения, если она на зиму не замерзает, а летом вода в нем очень холодная, не содержит ни запаха, ни вкуса и очень чистая. Если трава вокруг источника хорошо растет. Налитая в сосуд, вода должна выделять много пузырьков воздуха. Если после кипячения воды нет осадка на дне и стенках посуды, или же его очень мало. Если вода пенится от лимонного сока или уксуса, а сваренное в ней мясо или горох скоро делаются мягкими, рыба же твердеет.
Обычно мини-пивзаводы оснащены специальным оборудованием для доведения воды до требуемой кондиции. Если вода не удовлетворяет технологическим требованиям для производства пива, то применяют в зависимости от состава воды следующие способы водоподготовки: термический, ионообменный, обратноосмотический, электродиализный, декарбонизацию.
Вода
В производстве пива наибольшей по своей массе составной частью сырья является вода, причем только часть воды идет непосредственно в пиво; другая часть расходуется на мойку, ополаскивание и т.п.
Получение и подготовка воды в пивоварении имеет особое значение, так как качество воды существенно влияет на качество производимого пива.
В последние десятилетия потребность в питьевой воде постоянно растет из-за дальнейшей модернизации домашнего хозяйства, возрастающей индустриализации и роста потребностей сельского хозяйства. Одновременно постоянно растут требования к качеству питьевой воды.
Тем не менее во многих регионах качество воды является серьезной проблемой.
Потребление воды в пивоваренном производстве
Потребление воды для производства пива колеблется от 3 до 10 гл воды на 1 гл товарного пива, то есть в среднем 5-6 гл воды/гл пива (1 гл = 1000 л).
Требования к воде
Полученные из различных источников с помощью соответствующих устройств вода не всегда удовлетворяет требованиям по качеств.
Вода для пивоварения должна обладать качествами питьевой воды в соответствии с действующими нормативами по питьевой воде, то есть удовлетворять всем органолептическим, физико-химическим, микробиологическим и химическим требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Кроме того, она должна соответствовать ряду специфических для пивоваренной промышленности технологических требований, соблюдения которых оказывает положительное влияние на процесс приготовления пива.
Требования к воде для пивоварения
В воде всегда растворены соли, причем поскольку степень разбавления очень велика, они содержаться в воде не в виде солей, а почти полностью диссоциированы на ионы. Поэтому правильнее говорить о растворенных ионах.
Большая часть этих ионов не реагирует при затирании с компонентами солода. Другие же, напротив, реагируют с определенными его компонентами. Соответственно, различают:
- химически неактивные ионы;
- химически активные ионы.
Химически неактивные (пассивные) ионы.
Под химически пассивными понимают все те ионы, которые не вступают в химические реакции с составляющими солода и переходят в пиво без изменения. Если они присутствуют в повышенных концентрациях, то могут оказывать на вкус пива как положительное, так и отрицательное воздействие.
Химически активные ионы
Ряд ионов, присутствующих в используемой для производства пива воде, при затирании реагируют с компонентами солода, что в ходе технологического процесса влияет на изменение водородного показателя PH.
Жесткость воды
Жесткость воды образуется из-за растворенных в ней ионов кальция и магния. Данные приводятся в немецких градусах жесткости (оd). По степени жесткости воду классифицируют следующим образом: вода от 0 до 4 немецких градусов жесткости - очень мягкая, в 4,1 - 8 оd называется мягкой, с 8,1 - 12 оd - средней жесткости, вода в 12,1 - 18 оd - достаточно жесткая, 18,1 - 30 оd - жесткая и свыше 30 оd - очень жесткая.
Способы улучшения воды
Зачастую качество воды нуждается в улучшении. При этом следует определиться с тем, что именно требует улучшения или изменения - цель определяет способ водоподготовки. К примеру, при использовании воды в качестве питающей для паровых котлов совершенно не важно, содержит ли вода микроорганизмы, тогда как количество растворенных в ней солей, наоборот, имеет решающее значение. С водой для мойки все обстоит как раз наоборот. В связи с этим различают следующие способы водоподготовки:
- для удаления взвешенных веществ;
- для удаления растворенных в воде веществ;
- для уменьшения остаточной щелочности воды при производстве пива;
- для удаления микроорганизмов;
- для удаления растворенных в воде газов.
Способы удаления взвешенных частиц
Под взвешенными частицами понимают попавшие в воду нерастворимые частицы почвы и растений. Их удаление обычно осуществляется в два этапа.
Осветление в отстойнике.
С помощью снижения скорости движения воды захваченные ею взвешенные частицы медленно осаждаются. В отстойном бассейне удаляется, как правило, 60-70% взвешенных частиц.
Однако с помощью осветления в отстойнике взвешенные вещества удалить не удается, и поэтому воду необходимо отфильтровать.
Фильтрование предварительно осветленной воды
При фильтровании воду пропускают сквозь слой чистого, прокаленного кварцевого песка одинаковой крупности. Взвешенные в фильтруемой воде частички остаются в его порах.
Удаление растворенных в воде веществ
Растворенные в воде соли присутствуют в ней в виде ионов. Некоторые из них с течением времени могут осаждаться в сети трубопроводов и постепенно их забивать или разрушать. Поэтому соли следует удалять, особенно если их содержание в воде повышено.
Прежде всего речь идет о растворенных в воде солях железа и марганца. Удаление железе и марганца осуществляется путем аэрирования в форме дождевания, разбрызгивания, распыления или других видов аэрации.
Таким образом, соли переводятся в нерастворимую форму и удаляются.
Различают закрытые и открытые установки для аэрации.
Способы улучшения остаточной щелочности
Улучшение остаточной щелочности осуществляется путем ее понижения. Это возможно:
- путем снижения карбонатной жесткости (декарбонизации);
- путем повышения некарбонатной жесткости;
- путем нейтрализации.
Декарбонизация
Под декарбонизацией понимают удаление карбонатной жесткости. Декарбонизацию можно проводить с помощью:
- нагрева;
- добавления гашеной извести;
- ионообменника.
Обессоливание
Уже довольно длительное время для улучшения воды, применяемой в пивоварении, применяются ионообменники, с помощью которых из воды удаляют катионы и тем самым существенно уменьшается ее жесткость. Такие катионообменники позволяют при плохом качестве воды в особых случаях предварительно подключать известковый декарбонизатор для своего рода пред очистки воды. С помощью анионообменника можно удалять анионы неорганических кислот после прохождения катионообменника и таким образом получать практически полностью обессоленную воду, не отличающуюся от дистиллированной.
Полное обессоливание воды нежелательно из-за соображений, связанных с неблагоприятным воздействием на здоровье человека и из-за ее повышенной коррозийной способности. Небольшая остаточная жесткость может создаваться путем добавления необработанной воды или солей в CaSO4, CaCl2. Ионы кальция необходимы для осаждения оксалатов пивоваренной воды. Кроме того, различные соли участвуют в округлении вкуса пива.
Наряду с химической подготовкой воды большую роль играет и подготовка с применением биологических методов.
Обеззараживание воды
Применяемая в пивоварении вода должна соответствовать нормативам, действующим для питьевой воды. Чтобы довести воду до безупречного состояния и иметь возможность хранить ее, можно применить:
- активный хлор (в дозировке до 1,2 мг/л);
- двуокись хлора (максимальная дозировка 0,4 мг/л);
- озон (максимальная дозировка 10 мг/л и концентрация 0,005%).
- промывку CO2;
- вакуумную деаэрацию;
- восстановление водородом;
- термическую деаэрацию;
- деаэрацию с использованием мембран в виде полных волокон.
Применяются следующие способы обеззараживания воды:
Обеззараживание фильтрованием
В качестве обеззараживающих современная промышленность предлагает довольно хорошие и производительные фильтры.
Обеззараживание ультрафиолетом
При облучении ультрафиолетовыми лучами микроорганизмы погибают. Данный способ экологически чист и надежен.
Обеззараживание озоном
Озон получают из кислорода воздуха с помощью электрического разряда. Озон действует как окислитель, разрушая клеточные мембраны.
Обеззараживание с помощью хлорирования
При введении газообразного хлора образуется хлорноватая кислота (HOCl). Она разлагается на HCl и атомарный кислород, обладающий высокой окислительной способностью и убивающий микроорганизмы путем окисления клеточных мембран.
Обеззараживание двуокисью хлора
Двуокись хлора - нестабильный газ, получаемый из соляной кислоты (HCl) и гипохлорита натрия (NaClO2) и сразу же дозируемый в воду.
Обеззараживание ионами серебра
Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Если струю воды пропускать между серебряными электродами, то можно достичь ее обеззараживания.
Способы деаэрации воды
В воде всегда много воздуха, а кислород вреден для качества пива и уменьшает его стойкость к старению. Вода контактирует с пивом на стадиях технологического процесса и если она содержит растворенный кислород, то это оказывает неблагоприятное воздействие на пиво.
Для деаэрации воды применяют следующие способы:
Вакуумная деаэрация
При вакуумной деаэрации вода закачивается в емкость с вакуумом. Чтобы получить полное удаление кислорода, следует комбинировать данный способ с промывкой CO2.
Восстановление водородом
Если добавлять водород, то содержащийся кислород с ним соединяется, образуя воду.
Для реакции всегда необходим катализатор, в качестве которого используются шарики палладия.
Термическая деаэрация
Воду при применении данного способы нагревают до 85 °С. Затем вода распыляется, и содержащийся в ней воздух отгоняется с паром. Преимуществом здесь является одновременное обеззараживание воды.
Деаэрация с использованием мембран в виде полых волокон
Содержащая газы вода обтекает волокна, внутри которых движется в противотоке диоксид углерода в качеств промывающего газа. Для перемещения кислорода к CO2 движущей силой является разность концентраций воды и CO2, чем и обеспечивается удаление кислорода из полых волокон. Этот способ можно применять без постоянного контроля.
