Процес дихання у рослин

Дихання – це процес, який відбувається в клітинах будь-якого організму. Процес являє собою розпад органічних речовин на воду і вуглекислий газ під дією кисню. Додатково при цьому відзначається виділення енергії, потрібної для підтримки життєдіяльності рослини.

Поняття фотосинтезу

Всім клітинам потрібна енергія для забезпечення життєдіяльності. Вона утворюється при розщепленні органічних речовин в процесі дихання. Це розщеплення називається окисленням. Воно відбувається під впливом кисню, в результаті утворюються вода, вуглекислий газ і вільна енергія.

Живі організми повинні отримувати кисень, необхідний для окислення органічних речовин. Його вони отримують з повітря. Кінцевий продукт дихання виводиться згодом в навколишній простір.

Так дихають всі тварини і рослини. Але рослини, на відміну від тварин, ще й мають здатність виконувати фотосинтез. Він полягає в зворотному газообміні: рослинний організм поглинає вуглекислий газ з повітря, а замість нього виділяє кисень. Фотосинтез відбувається під дією світла в денний час доби. У темряві рослина отримує можливість дихати.

Відомо, що при фотосинтезі відбувається виділення кисню в набагато більшій кількості, ніж, ніж його обсяг, що поглинається для дихання. Тому вважається, що в загальній сумі в світлий час рослини виділяють кисень і поглинають вуглекислий газ. Ось по суті так коротко описаний процес фотосинтезу.

Особливості дихання рослин

У тварин для дихання існує спеціальна система, завдяки якій відбувається насичення киснем крові. Остання, своєю чергою, розносить його по всіх клітинах організму.

Вчені довели, що у рослин і мохів немає спеціальних органів для виконання такої функції, вони поглинають кисень всією поверхнею, більшою мірою листям. Дихання відбувається цілодобово з постійним утворенням вуглекислого газу. Але також клітинам рослин для нормального функціонування потрібен кисень.

Дихальні центри клітин – мітохондрії. Їх мають рослини і тварини.

Саме там проходить окислення органічних речовин. Процес супроводжується виділенням енергії. Причому вода залишається в клітині, а газ дифундує, тобто залишає клітину після чого може використовуватися у фотосинтезі.

Рослини від тварин відрізняються відсутністю спеціальних дихальних органів. Газообмін проходить через маленькі отвори, наявні в покривних тканинах:

Продихи мають клітини, що змінюють тургор (наповненість водою). Вони можуть закривати устьову щілину, мета якої здійснювати газообмін і випаровування води листям.

Дихання йде поступово, розпадаючись на кінцеві продукти. А перед цим відбувається безліч реакцій, в результаті яких утворюються і знову розпадаються органічні кислоти.

Дихальний процес і фотосинтез протилежні один одному, в органах рослин вони слідують один за іншим. Фотосинтез – це спосіб харчування. В його ході утворюються речовини, що містять енергію, яка отримана у вигляді світла. Дихання – це спосіб звільнення енергії, якою запаслися поживні речовини.

У різних органах інтенсивність дихання проходить не однаково. Найактивніше дихають:

Біологи не радять поміщати зрізані букети поблизу спальних місць, оскільки вони поглинають багато кисню і виділяють вуглекислий газ. Коріння подібно надземним органам, мають властивість дихати. Для того, щоб цей процес проходив нормально і нічим не стримувався, потрібно рихлити ґрунт.

Фактори, що впливають на інтенсивність

Яким буде цей процес, посиленим або уповільненим, залежить від навколишнього середовища. Повітря в приміщеннях характеризується такими фізичними властивостями:

Збільшення будь-якого з цих факторів веде до посилення інтенсивності дихального процесу. Людина може керувати диханням насіння і плодів, щоб зберегти урожай і матеріал для посіву. У приміщенні, де зберігають насіння, потрібно підтримувати певну вологість, температуру і в обов’язковому порядку забезпечити приплив свіжого повітря.

Проростаючі зерна втрачають від 3% до 10% сухої речовини. При несприятливих навколишніх умовах для проростання необхідно більше поживних речовин, і дихання паростків відбувається інтенсивніше.

Виділяється в дихальному процесі енергія, витрачається на розвиток і зростання органів рослин. Це можна підтвердити досвідом на прикладі поглинання проростає насіннєвим матеріалом кисню з виділенням газу.

Будуть потрібні дві скляні банки. В першу потрібно покласти пророслі горошини (20-30 штук). У другу поміщають стільки ж сухого насіння гороху без ознак проростання. Банки щільно закривають і ставлять в тепло.

Через тиждень в обидві судини опускають запалену свічку. У банку, де знаходиться сухий горох, свічка не гасне. Це наслідок того, що дихання сухого насіння сповільнено, за тиждень весь кисень не поглинувся.

В іншій банці, де були пророслі насіння, Свічка гасне практично миттєво. Це відбувається через інтенсивність дихальної діяльності гороху, зрозуміло, що він поглинув весь кисень в банку. Адже відомо, що для підтримки Gorenje потрібен кисень.

В стадії набухання і зростання насіння дихання в тканинах посилюється. Міжклітинний повітряний простір полегшує рух газів. Найбільш висока інтенсивність дихального процесу у молодих тканин і органів.

Після закінчення активного росту дихання тканин стає слабкішим. Але також активність залежить від виду рослини: високогірні і світлолюбні рослини дихають інтенсивніше, якщо порівнювати їх з тіньовитривалими. Підвищення температури веде до посилення дихання. Але в спекотну погоду воно значно слабшає, при 45-50 градусах процес зовсім може зупинитися.

Деякі цифри та факти

Сухі насіння, що мають вологість від 10% до 2%, дихають слабо. Як тільки вміст вологи в насінні досягне 33%, вони починають дихати сильніше, витрата поживних речовин стає більше, що призводить до проростання насіння.

Цей факт враховується при зберіганні посівного матеріалу в зерносховищах: вологість зерен повинна триматися на рівні 12% -14%. Такі умови дозволяють зберегти насіння протягом тривалого терміну.

Температура навколишнього середовища здорово впливає на інтенсивність дихання посівного матеріалу.

Взимку при температурі близько 25 °c насіння продовжують дихати, але цей процес злегка сповільнюється. Він може припинитися при температурі 50 °C. при низькій температурі дихання також стає повільнішим, це відбувається, наприклад, з бульбами картоплі, що зберігаються при низькій температурі.

Хороша освітленість прискорює дихання рослин. Тіньовитривалі особини дихають слабкіше світлолюбних. Для уповільнення процесу рекомендується поміщати молоді проростки в темне приміщення.

Все живе на Землі, за рідкісним винятком деяких бактерій, вимагає кисню. У повітрі кисень має свою процентну частку. Вона становить 21%. Все інше – азот, вуглекислий газ, інертні гази. Відходи промислового виробництва, що потрапляють в повітря, змінюють це співвідношення, таке зміщення згубно діє на рослинний і тваринний світ.

Шкідливий вплив

Вченими і аналітиками часто висловлюються думки про озонові діри та парниковий ефект. Шкідливі речовини, накопичуючись в атмосфері, негативно впливають на стан повітряної оболонки Землі, і, отже, на всю живу природу, в тому числі на рослини. Сповільнюється їх дихання.

Є багато факторів, які забруднюють атмосферу:

• Вуглекислий газ, який виділяють всі живі організми.
• Виробничі відходи (зола пил, сажа, чадний газ, дим, кіптява).
• Вихлопні гази автомобільного парку.
• Отруйні гази від синтетичних речовин, створених хімічним шляхом.
• Хімікати, що використовуються в сільському господарстві.

Негативний вплив шкідливих домішок в повітрі уповільнює ріст і розвиток рослин. Кисень потрібен не тільки надземним органам, а й коріння, які знаходяться в ґрунті.

Якщо не перекрити приплив повітря до коріння, рослини загинуть. Постійне знаходження коренів у воді призведе до загнивання і загибелі всього рослинного організму, оскільки не буде постачання всієї надземної частини поживними речовинами і рідиною.

Зелені рослини створюють органічні речовини в природі і забезпечують атмосферу киснем завдяки фотосинтезу. Вони також беруть участь у створенні ґрунтів і запасають енергію сонця у вигляді органічних речовин, які потрібні всьому живому на Землі.

Рослини мають велике значення у формуванні всієї екосистеми Земної кулі. Це своєрідні легкі планети. Дуже важливо це розуміти і берегти зелені насадження.

Сучасні аспекти технології солоду

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Агентство з освіти і науки РФ
ГОУ СПО “Калузький технологічний коледж”
Спеціальність 260204
Курсова робота
на тему: Сучасні аспекти технології солоду
Студент: Гатіна М.Р.
Підпис (Ф.І. О)
Керівник: Масаликіна Л.П.
Підпис (Ф.І. О)
Калуга 2008

ГОУ СПО “Калузький технологічний коледж”
Спеціальність 260204
Дисципліна: “Технологія і організація спиртового та лікеро-горілчаного виробництва”
ЗАВДАННЯ
на курсову роботу студентці групи Б-IV-131
Гатіно Маріє Рауільевне
Тема роботи: Сучасні аспекти технології солоду
Індивідуальне завдання:
Удосконалення замочування і пророщування ячменю.
Солодовні баштового типу, їх переваги.

ЗМІСТ
ВСТУП .. 4
1. Літературний огляд. 7
1.1. Завдання і цілі солодового виробництва. 8
1.2. Процеси, що відбуваються при солодоращении. 11
Біохімічні зміни зерна. 12
Зміна хімічного складу зерна. 13
1.3. Процеси, що відбуваються при сушінні солоду. 14
2. Сучасні аспекти технології солоду. 16
2.1. Замочування ячменю. 17
2.2. Пророщування зерна. 22
Солодовні баштового типу та їх переваги. 30
Спеціальні способи пророщування. 34
3. Основні проблеми і тенденіт розвитку виробництва пивоварного солоду. 36
ВИСНОВОК .. 41
Список використаної літератури . 42

ВСТУП

Найстарші запису про пивоваріння були зроблені більше 6000 років тому. Перше пиво було зварено, коли люди почали вирощувати зернові культури. Зерно варили і залишали бродити у воді. Таким чином виходив поживний, добре вгамовує спрагу напій. Напій був тісно пов’язаний з вирощуванням зернових культур і отримав назву “рідкий хліб”. Темне і каламутне пиво з твердим осадом мало нагадувало світлий і прозорий газований напій, який ми п’ємо сьогодні.
В історії, на жаль, не збереглися точні відомості про час і місце зародження солодопроізводства. Вважають, що сталося це 7000 років тому до нашої ери в епоху неоліту, Саме до цього періоду історії дослідники відносять найдавніші свідоцтва про солодження і приготуванні з ячмінного солоду слабоалкогольних напоїв – попередників сучасного пива.
Пивоваріння поширилося в Європі разом з цивілізацією, Воно варилося у великій кількості в монастирях і при королівських дворах. Хміль вперше був доданий у пиво ченцями в середні століття, як консервант.
З XIII по XVI століття пивоваріння процвітало. У 1623 році, в Німеччині році був виданий закон про чистоту пива, який зобов’язував пивоварів використовувати для варіння пива тільки ячмінь, воду і хміль.
До цього часу складаються великі групи ремісників, солодовщіков, хмільників, пивоварів. Російський історик Похльобкін на підставі своїх досліджень зробив висновок про те, що розвиток охмелене напоїв, зокрема пива, з штучно пророщеного зерна злакових рослин почалося в 9 столітті.
Пиво в Стародавній Русі було дуже поширеним напоєм, і варили його повсюдно в домашніх умовах – для власного вживання, а кінця XII століття пивоваріння на Русі почало виділятися у самостійний кустарний промисел – для виготовлення пива на продаж.
З часом з’являється все більше броварень. У 1715 році до Петербурга були виписані пивовари і солодовщікі, що сприяло розвитку пивоваріння. Пиво на Русі стає популярним напоєм. На межі XVIII-XIX століть користувалося популярністю пиво московських пивоварень, загальне число яких налічувало 236.
До 1913 рік в Росії налічувалося понад 1000 пивоварних підприємств, понад 90% яких мали власні солодові цеху, Потужність таких солодових цехів була дуже не велика – 40 т і менше на рік. Лише на семи великих заводах солодовні були пневматичними, на інших же підприємствах солодове господарство залишалося примітивним – солодоращении здійснювалося на токах, при повній відсутності механізації, подачу на сушарку проводили вручну. Сушіння солоду здійснювали димовими газами на одноярусних сушарках.
Специфічною особливістю розвитку радянської солодовий галузі було відставання від розвитку пивоварної галузі. Відсутня кількість солоду компенсували за рахунок збільшення тривалості роботи солодових цехів.
У післявоєнні роки почався черговий етап розвитку вітчизняної солодовий промисловості – була здійснена реконструкція великого числа солодових цехів, введено в експлуатацію нові досить великі солодові виробництва потужністю більше 20 тисяч тонн на рік. Всі трудомісткі процеси в цих солодовня були механізовані, сушку солоду здійснювали на самих передових на той час багатоярусних сушарках.
У наступні роки в Росії було побудовано кілька нових щодо великих солодових виробництв, при новозведених пивоварних заводах. З середини 1990 років російська пивоварна промисловість переживає ренесанс характеризується розширенням виробництва насамперед за рахунок технічного оновлення діючих підприємств та залучення іноземних інвестицій.
В останні роки серед новозбудованих солодових виробництв обгрунтовані солодовні баштового типу, які характеризуються більш високою технологічною ефективністю й економічністю.
На початку XXI століття вітчизняна солодовий галузь промисловості отримала новий імпульс до технічного розвитку – пущені в експлуатацію великі солодовні великої потужності. Такі солодовні в Росії розміщені на пивоварному заводі “Балтика” в Тулі і Санкт-Петербурзі, так само на Вороновському заводі з виробництва солоду.
В даний час пивоваріння та солодоращении постійно розвиваються, використовуючи сучасне обладнання та впроваджуючи нове в технологію виробництва пива та солоду.
Метою даної роботи є розгляд сучасних аспектів технології солоду, а так само вдосконалення замочування, пророщування ячменю і походження солодовен баштового типу, їх переваги.

1. Літературний огляд

Пиво – слабоалкогольний, спрагогамуючі, ігристий напій з характерним хмельовим ароматом і приємним гіркуватим присмаком. У пиві крім води, етилового спирту та діоксиду вуглецю міститься значна кількість поживних і біологічно активних речовин: білків, вуглеводів, мікроелементів і вітамінів.
За кольором пиво ділиться на світле і темне, а в залежності від виду застосовуваних дріжджів – на пиво низового і верхового бродіння. Близько 90% виробленого пива низового шумування припадає на світлі сорти, для яких характерні тонкий, слабовиражений солодовий смак, хмільний аромат і яскраво виражена хмельова гіркота. Їх готують з світлого пивоварного солоду з добавкою несоложеним матеріалів (ячменю, рисової січки, знежиреної кукурудзи, цукру), води, хмелю чи хмельова препаратів. При виробництві темних сортів пива використовуються також спеціальні сорти солоду (темний, карамельний). Тому темне пиво має солодово-карамельний солодкуватий смак, менш виражену хмільну гіркоту і більш інтенсивне забарвлення в порівнянні зі світлими сортами.
Основною сировиною для виробництва пива є солод. Приготування солоду відбувається на солодових відділеннях пивоварних заводів або безпосередньо на солодових заводах. Через два місяці після збирання врожаю, ячмінь відлежується і дозріває. Д.лее його піддають очищенню від домішок, сортування, і, нарешті замочують у воді, далі йде пророщування, яке відбувається в солодовня. Попередником сучасних солодовен аж до середини 20 століття, були струмові солодовні, що функціонують найчастіше безпосередньо при пивоварних заводах, які були змушені самі піклуватися про приготування солоду для своїх потреб. Процес солодоращения в струмових солодовня здійснювався на гладкому рівній підлозі-току. Основним недоліком струмових солодовен є велика кількість ручної праці при практично повній відсутності механізації. З другої половини XIX століття були розпочаті роботи з підвищення рівня механізації солодовен, що можна вважати зародженням солодовий інженерії. В даний час повсюдно використовують пневматичні солодовні, технологічний процес в яких не залежить від кліматичних умов і може здійснюватися цілодобово. За час пророщування відбувається накопичення ферментів – каталізаторів і перетворення складних речовин зерна в більш прості. Після пророщування солод направляють на сушку, потім відділяють паростки і готовий солод направляють на відлежування.

1.1. Завдання і цілі солодового виробництва

У виробництві солоду можна виділити наступні стадії: миття і замочування ячменю, солодоращении, сушка свежепроросшего солоду, відділення від висушеного солоду паростків.
Миття та замочування зерна. Технологічними цілями мийки зерна є:
– Видалення забруднень з поверхні зерна;
– Видалення легких домішок (сплаву), щільність яких менше щільності води;
– Попереднє зволоження зерна;
– Дезінфекція зерна.
Мийку ячменю здійснюють у мийних апаратах. При цьому в процесі миття необхідно забезпечити:
– Завантаження та вивантаження зерна;
– Підведення промивної води;
– Перемішування зерна;
– Підведення дезінфікуючих агентів;
– Відведення брудної води;
– Видалення і утилізацію сплаву.
Технологічною метою замочування є активізація зерна перед пророщуванням за рахунок його зволоження до 43 . 48%-го змісту вологи, при якому забезпечується хороше розчинення ендосперму і біосинтез ферментів.
Замочування зерна здійснюють в замкових апаратах, при цьому в процесі замочування необхідно організувати:
– Завантаження та вивантаження зерна;
– Підвід і рівномірний розподіл повітря в апараті для аерації зерна;
– Видалення діоксиду вуглецю із зернової маси;
– Відвід замкової води.
Солодоращении. Технологічною метою солодоращения є збагачення зерна ферментами, які активно синтезуються в процесі пророщування.
Солодоращении здійснюється в солодорастільних апаратах протягом 5 . 7 діб, при цьому необхідно забезпечити:
– Завантаження і рівномірний розподіл замоченого зерна в солодорастільном апараті;
– Кондиціонування повітря;
– Підведення повітря для дихання зерна;
– Видалення діоксиду вуглецю, який виділяється при диханні зерна;
– Відведення теплоти, що виділяється в процесі життєдіяльності зерна;
– Підведення вологи для запобігання підв’ялювання зерна;
– Періодичне ворушіння зерна;
– Вивантаження свежепроросшего солоду з солодорастільного апарату.
Ворошіння зерна в процесі пророщування здійснюють щоб уникнути перетворення сипкої маси на суцільний “моноліт”, який може утворюватися за рахунок переплетення солодових паростків, і для поліпшення тепло – та масообміну в шарі зерна.
Сушіння свежепроросшего солоду. Технологічними цілями сушіння пивоварного солоду є:
– Придушення фізіологічних і ферментативних процесів у зерні;
– Зниження вологості солоду до 3-4% для забезпечення його тривалого зберігання і транспортування;
– Теплова обробка, в результаті якої солод набуває специфічних органолептичні показники (смак, колір і аромат);
– Надання крихкості і ламкості солодовим паросткам.
Сушіння солоду здійснюють у солодосушілках з використанням в якості сушильного агента гарячого повітря. Тривалість сушіння, у залежності від прийнятої технології, становить від 18 до 36 годин.
При організації процесу сушіння необхідно забезпечити:
– Завантаження і рівномірний розподіл свежепроросшего солоду на сушарці;
– Підготовку сушильного агента (нагрівання повітря);
– Підведення гарячого повітря до об’єкта сушіння;
– Усунення нерівномірності висушування солоду;
– Рекуперація теплової енергії;
– Охолодження свежевисушенного солоду;
– Вивантаження висушеного солоду з сушарки.
Відділення паростків. Технологічною метою цієї операції є звільнення свежевисушенного солоду від паростків, які надають пиву гіркоту.
Відділення паростків здійснюють у росткоотбойних машинах або пневматичних росткоотбойних установках. Звільнений від паростків солод направляють в зерносховищі або силосу елеватора на відлежування, тривалість якої повинна складати не менше 30 діб, а солодові паростки, які є відходом солодового виробництва, – в бункер для наступного відвантаження на утилізацію (підприємствам мікробіологічної промисловості, тваринницьким фермам).
При виробництві солоду від стадії до стадії відбуваються зміни маси та обсягів перероблюваної продукту.
Для орієнтовних розрахунків звичайно приймають вихід товарного пивоварного солоду з очищеного і відсортованого ячменю 80%, але в технічно досконалих сучасній солодівні він може досягати 82 . 83%. Ячмені різної якості зберігають і переробляють окремо, і тільки партії готового солоду змішують один з одним з метою вирівнювання якості товарного солоду і забезпечення в подальшому стабільності смаку випускається пива.

1.2. Процеси, що відбуваються при солодоращении

Під час замочування і пророщування протікають фізико-хімічні та біохімічні процеси, що призводять до глибоких змін у зерні.
Біохімічні процеси при замочуванні зерна
У результаті збільшення вологості зерна при замочуванні різко посилюється життєдіяльність і в першу чергу подих зерна, що супроводжується потребою в кисні. Разом з тим запас кисню у воді дуже швидко зменшується, наприклад, при замочуванні ячменю на 60 . 80 хв він зникає, тому забезпечення зерна киснем утруднено. При кисневому голодуванні утворюється етиловий спирт, шкідливо впливає на життєздатність зародка. У таких умовах частково порушується структура тканин, і зерно легко перезволожувати. Під час подальшого пророщування потрібні тривала перебудова типу дихання, спалювання спирту та інших метаболітів, на утворення яких були витрачені вуглеводи. Звідси випливає, що з самого початку замочування повинні бути створені умови для нормального дихання зерна.
При замочуванні зерна одночасно з посиленням дихання відбувається глибока перебудова всього ферментного комплексу.
Морфологічні та цитолитические зміни зерна
При пророщуванні в зерні відбуваються процеси розпаду і синтезу. У ендоспермі гідролізуються резервні речовини – крохмаль, білки, а також пектинові речовини, геміцелюлози, целюлоза; утворюються розчинні продукти надходять через щиток в зародок. У результаті процесів синтезу із зародка виростають стеблинка і корінці.
При пророщуванні ячмінного зерна протягом 10 діб відбуваються морфологічні зміни. Корінці виходять назовні і залежно від тривалості пророщування мають більшу чи меншу довжину. Стеблинка прихований під мякинной оболонкою і стає видимим лише в кінці солодоращения. У поодиноких зерен стеблинка показується раніше, утворюючи білого кольору “шпору”, звану у виробництві “гусаром”.
Поряд з морфологічними відбуваються цитолитические зміни – порушення клітинної структури (розчинення) ендосперму. Зона розчинення майже точно слідує за довжиною стебла, за якою можна судити про готовність солоду.
Цитолитические ферменти в процесі пророщування зерна також активуються, і активність їх зростає до певного часу. Найбільшою активності цітази відповідає перехід твердого стану борошнистого тіла в пухке, коли ендосперм легко може бути розтертий між пальцями.

Біохімічні зміни зерна

При солодоращении найбільшу каталітичну активність виявляють кислі протеїнази, активаторами яких служать сульфгідрильні сполуки, що містять групу – Н, цистин і відновлений глютатіон. У першу добу пророщування зерна кількість глютатіона значно збільшується, причому у зародку більш енергійно, ніж в ендоспермі. У наступні добу накопичення глютатіону в зародку відбувається повільніше, але весь час в зародку його більше, ніж у ендоспермі.
Активність кислої протеїнази в продовження солодоращения зростає приблизно в 40 разів. Пептідазная активність проявляється також сильно, але пізніше протеїназно.
До кінця пророщування в зерні накопичуються досить активні ліпаза і фосфатаза (фітазою, нуклеотидази). Активність фосфатази тим вище, чим нижче температура солодоращения.
У результаті пророщування підвищується активність обох груп ферментів, але співвідношення їх активності різко змінюється у зворотний бік і тим сильніше, чим нижче температура. Тому в процесі солодоращения накопичується значна кількість гідролітичних ферментів при порівняно невеликих витратах крохмалю на дихання.

Зміна хімічного складу зерна

Незважаючи на те, що солодоращении протікає при порівняно низьких температурах, сильно відрізняються від оптимальних для дії ферментів, за час пророщування зерна відбуваються суттєві зміни його хімічного складу.
Найбільші перетворення зазнає крохмаль – основний резервний вуглевод зерна. Приблизно 20% від усього його кількості гідролізується: з них 8 . 9% витрачається на дихання, 3 . 4% на побудову стебла і коріння і 8 . 10% залишається у вигляді цукру, що додає солоду солодкий смак. Вільні цукру складаються головним чином з сахарози, інвертного цукру і мальтози. При температурі пророщування 15 . 16єС утворюються переважно сахароза і продукти її гідролізу, при температурі 20 . 23 ° С – мальтоза. Білкові речовини також зазнають значних змін. Загальний вміст азоту протягом усього періоду солодоращения залишається практично таким же, зміст амінного азоту різко зростає на 6 . 8-а доба, а потім темпи зростання сповільнюються. Білки вихідного ячменю гідролізуються приблизно на 55%, з яких близько 23% зосереджується в проростках у вигляді якісно інших білків. При солодоращении звільняється інозит і зростає вміст інших вітамінів – тіаміну і рибофлавіну, що мають важливе значення для життєдіяльності та бродильної енергії дріжджів. Утворюються ефіри та інші сполуки, які надають солоду специфічний запах свіжих огірків.

1.3. Процеси, що відбуваються при сушінні солоду

Свежепроросшій солод для виробництва пива застосовувати не можна, так як він має сирі запах і смак, в ньому немає фарбувальних і ароматичних речовин, багато міститься розчинних білкових речовин, що утворюють стійку каламуть. Щоб отримати пиво, задовольняє всім вимогам, свежепроросшій солод необхідно висушити.
У процесі сушіння свежепроросшего солоду в ньому змінюються не тільки вологість та обсяг, але і колір, смак, аромат, хімічний склад. Процес сушіння ділиться на дві стадії: підсушування (підв’ялювання) і сушка. На першій стадії ще тривають життя зародка і ферментативні процеси. На другій стадії з підвищенням температури життя зародка і активність ферментів практично припиняються, і в цей час протікають тільки хімічні процеси. Залежно від характеру протікають у солоді процесів розрізняють три стадії сушіння: фізіологічну, ферментативну та хімічну.
Фізіологічна фаза – це час нагрівання солоду від 20-25єС до 45єС. При цьому продовжується зростання зародка і корінців, протікають ферментативні процеси, вологість солоду зменшується до 30%.
Ферментативна фаза відбувається в інтервалі температур 45-70єС, коли зростання зародка припиняється, а ферментативні, зокрема гідролітичні процеси, посилюються, так як оптимум дії гідролітичних ферментів лежить в інтервалі 45-60єС.
Хімічна фаза – це перебування солоду при температурах 75-105єС. З підвищенням температури більш 75єС всі ферментативні реакції припиняються, оскільки ферменти частково інактивуються, а що залишилися з-за низької вологості не проявляють своєї дії.
Для хімічної фази характерні освіта аромату, часткова інактивація ферментів, коагуляція (згортання) білків. Відбувається так само інтенсивне утворення меланоидинов – продуктів взаємодії амінокислот з редукуючими цукрами. При меланоідіновой реакції утворюються різні альдегіди (оксиметилфурфурол, ацетальдегід, метилгліоксалю та ін), які надають солоду приємний смак і аромат. Кінцеві продукти цієї реакції (речовини коричневого кольору) зумовлюють колір солоду. Меланоїдіни володіють слабокислою реакцією і редукуючими властивостями, сприяють піноутворення, тому що частина їх перебуває в колоїдному стані. Швидкість реакції меланоидинообразования залежить від температури, концентрації аминосоединений і редукуючих цукрів, pH середовища.

2. Сучасні аспекти технології солоду

В даний час сучасна солодовий інженерія стає технічно складною і наукоємної. Тому необхідно принципово нове розуміння організації технічного розвитку солодового виробництва, гарантовано забезпечує більш високу віддачу при менших витратах.
Сучасний етап технічного розвитку солодових виробництв неможливий без застосування комплексного системного підходу, що дозволяє отримати цілісне уявлення про виробництво.
Системний підхід сприяє підвищенню ефективності наукових, проектних і конструкторських робіт у галузі вдосконалення існуючих і створення нових високоефективних процесів та обладнання для виробництва пивоварного солоду.
На сучасному етапі розвитку вітчизняної солодовий галузі промисловості в умовах загострення конкуренції на російському ринку, як серед вітчизняних, так і зарубіжних виробників солоду на перший план висуваються проблеми підвищення якості та функціонування солодових виробництв як системи, яка включає, перш за все, наступні поняття:
– Технологічну ефективність;
– Економічність;
– Керованість;
– Екологічність.
Технологічна ефективність і економічність виробництва солоду, як і будь-який інший технології, в значній мірі залежать від технічного удосконалювання устаткування і від варіанту інженерного рішення конкретного технологічного завдання.
В основі сучасної концепції технічного і технологічного вдосконалення солодового виробництва лежать кілька основних принципів:
– Вибір якісного ячменю; застосування досконалого зерноочисного обладнання;
– Застосування технічно досконалого транспортуючого обладнання, що забезпечує дбайливу транспортування зерна;
– Застосування технічно досконалого замкового, солодорастільного і солодосушільного обладнання;
– Забезпечення вимог виробничої санітарії.

2.1. Замочування ячменю

Замочування ячменю – штучне насичення ячменю водою – здійснюється з метою активізації ферментних систем, які сприяють пророщування.
Ступінь замочування. Життєдіяльність зерна активізується з появою в ньому вільної вологи. При цьому роль води зводиться, по – перше, до забезпечення переходу розчинних поживних речовин у розчин і транспортування до зародка і, по друге, до створення можливості для проникнення в ендосперм ферментів, що сприяють переклад резервних речовин зерна в розчинний стан.
Вологість зерна до миття і замочування зазвичай не перевищує 14,5%, а при замочуванні 42 . 48% щодо загальної маси. Кінцеву вологість замоченого зерна називають ступенем замочування. Підвищення вологості зерна здійснюється нерівномірно – спочатку порівнюється швидко, а потім сповільнюється. Світлий солод замочують до вологості 42 . 43%, а темний 45 . 48%.
Дуже важливо забезпечити оптимальну ступінь замочування зерна, оскільки при недостатньому ступені замочування утруднюється каталітичну дію ферментів, що призводить до зниження екстрактивності та якості солоду, а при високому ступені замочування підвищується біосинтез ферментів і здійснюється більш глибокий ферментативний гідроліз крохмалю і ферментів. Перезамачіваніе не допустимо, оскільки це призводить до руйнування насінної оболонки і порушення напівпроникливості, внаслідок чого в ячмінь починають проникати солі з води, що приводять до загибелі зародка.
У процесі замочування зерно набухає, і внаслідок цього приблизно на 45% збільшується в об’ємі. Цю обставину необхідно враховувати при розрахунку місткості замкових апаратів. Хімічні зміни в зерні при замочуванні незначні.
Ступінь замочування контролюють в лабораторних умовах. Орієнтовно про завершення замочування можна судити і за такими ознаками:
· При стисненні між великим і вказівним пальцями, в поздовжньому напрямку, зерно повинно згинатися (але не розколюватися) з характерним потріскуванням, що виникає при відділенні ендосперму від мякинной оболонки;
· При здавлюванні зерна між пальцями в поздовжньому напрямку не повинні відчуватися уколи від його гострих кінців;
· При згинанні зерна на нігті великого пальця оболонка відстає, але зерно не ламається;
· Поперечний зріз зерна посередині повинен мати білу крапку.
У замоченому ячмені не повинно бути сильний розвиток корінців, так як це сприяє їх пошкодження при транспортуванні замоченого зерна.
Фактори, що впливають на замочування. Оптимізація режиму замочування є найважливішою передумовою для отримання якісного солоду. На ефективність замочування впливають такі фактори:
· Однорідність зерна;
· Ступінь аерації зерна;
· Вміст двоокису вуглецю;
· Температурний режим.
Способи замочування ячменю.
Замочування промитого і продезінфікованого ячменю проводять повітряно-водяним способом, у безперервному потоці води і повітря, зрошувальних і повітряно-зрошувальних способами в замковій чані або в солодорастільном апараті при температурі не нижче 12 і не вище 17єС.
При повітряно-водяному замочуванні зерно поперемінно знаходиться то під водою (водяне замочування), то без неї (повітряне замочування). Таке чергування повторюється через кожні 3-6 годин.
Для підтримки аеробного дихання зерно кожну годину продувають повітрям протягом 10 хвилин, незалежно від того знаходиться вона під водою, або на повітрі. Через 8 годин зерно разом з замкової водою продувають стисненим повітрям.
При цьому способі замочування для дезінфекції у воду часто додають хлорне вапно. Однак наприкінці замочування ячмінь слід обов’язково відмивати від хлору, який надає пиву неприємний смак.
При зрошувальному замочуванні після миття і видалення сплаву поверхню зерна в замковій апараті безперервно зрошується розпилюється водою, що подається через повільно обертається сегнерова колесо. Вода при розпилюванні насичується повітрям, проходить через шар зерна, тягнучи з собою накопичився діоксид вуглецю, і виводиться знизу. Зерно знаходиться під водою перші 6-8 годин, решту часу вода надходить тільки через оросітельтное пристрій.
При цьому способі замочування зерно замочується й проростає нерівномірно: у верхніх шарах швидко, а в нижніх залишається недозамоченним. Тому зрошувальне замочування краще поєднувати з аерацією знизу вгору.
Повітряно-зрошувальне замочування є комбінованим способом, за яким зерно періодично зрошується водою, а шляхом відсмоктування повітря з міжзернового простору створюються стабільні умови аеробного дихання зерна. Для цього над замковим апаратом встановлюють сегнерова колесо або колектор з форсунками для зрошення водою поверхні зерна. Внизу апарату в подсітовом просторі уварені труба, за допомогою якої апарат підключається до вакуум-насоса.
За цим способом зерно під водою знаходиться протягом 30% всієї тривалості замочування, а 70% часу зрошується і аерується.
Найбільшого поширення в солодовий виробництві отримали мийні і замкові апарати з циліндричним корпусом і конічним днищем. Оптимальна місткість таких апаратів становить зазвичай від 35 до 65 тонн зерна. З цієї причини у великих солодових виробництвах при одночасному замочуванні ячменю більше 70 тонн використовують групи замкових апаратів.
Однак збільшення замкових апаратів веде до підвищення капітальних витрат і подорожчання системи автоматизації виробництва. Тому при проектуванні нових солодових виробництв або реконструкції існуючих солодовен необхідно керуватися принципом масштабування, тобто, прагнути до зменшення кількості обладнання за рахунок збільшення його одиничної потужності.
У зв’язку з цим у наступні роки для замочування ячменю почали застосовувати замкові апарати циліндричної форми з плоским днищем, місткість яких відповідає одноразової завантаженні солодорастільних апаратів.
Аерацію зерна в мийних апаратах здійснюють різними способами:
· Із застосуванням ерліфта, при якому повітря в апарат нагнітають через одне або трохи сопів, розташованих в нижній конічної частини апарату під центральною трубою;
· За допомогою барботером – кілець різного діаметра з перфорованих труб, розташованих на різних рівнях в конічній частині замкового апарату;
· Із застосуванням ежекторів – струминних апаратів, в яких за рахунок кінетичної енергії прокачується рідини створюється розрядження й підсмоктується повітря;
· Через форсунки, рівномірно розташовані в декілька ярусів по колу конічного днища замкового апарату.
При аерації з застосуванням барботером або ерліфта, утворюються порівняно великі повітряні бульбашки, при цьому масоперенос кисню, здійснюваний переважно через стінки повітряних бульбашок, менш інтенсивний, а отже, і дихання зерна відбувається менш ефективно.
При використанні відкритих мийних і замкових апаратів аерацію зерна в період водяний фази замочування і видалення діоксиду вуглецю в період повітряної фази замочування здійснюють традиційним чином: повітря за допомогою повітродувки забирають з приміщення і продувають через шар зерно-водяної суміші в апараті, при чому відпрацьоване повітря повертається в те ж приміщення. При такій організації процесу необхідно здійснювати повітрообмін і підтримувати температуру на оптимальному рівні.
У сучасній солодівні при використанні закритих мийних і замкових апаратів організацію повітряних потоків при замочуванні зерна здійснюють інакше: повітря за допомогою повітродувки забирають з приміщення, продувають через шар зерно-водяної суміші в апараті, а відпрацьоване повітря викидається за межі будівлі по повітродуву, що з’єднує кришку апарату з атмосферою.
Щоб уникнути переохолодження або перегріву замоченого зерна при видаленні діоксиду вуглецю під час повітряної фази замочування в холодні, зимові або жаркі, літні пори року, атмосферне повітря, що поступає в замкові апарати безпосередньо з вулиці, піддають тепловій обробці – підігрівають або охолоджують.
На практиці зустрічаються й інші способи аерації та видалення діоксиду вуглецю в процесі замочування ячменю.

2.2. Пророщування зерна

Технологічною метою солодоращения є біосинтез ферментів і активація неактивних ферментів, в результаті відбувається розчинення резервних речовин ячменю. Ферментативний гідроліз складних речовин ячменю починається при пророщуванні і завершується при затирання зернової сировини.
При штучному пророщуванні ячменю в ньому здійснюються ті ж біохімічні процеси, що і при проростанні зерна в природних умовах. Поява в зерні вільної вологи сприяє поліпшенню проникності клітинних стінок, набухання резервних речовин ендосперму і переходу їх у стан легко доступне дії ферментів.
У цьому стані в зерні починається ферментативний гідроліз високомолекулярних речовин, що входять до складу стінок клітин і запасних речовин ендосперму (геміцеллюлоз, крохмалю, білків, пектинових речовин, жиру і т.д.), які, перетворюючись на найпростіші і розчинні сполуки, набувають здатність до дифузії, що дозволяє їм у подальшому використовуватися для живлення зародка.
На біосинтез ферментів і утворення нових тканин в процесі пророщування витрачається енергія, яка вивільняється в процесі дихання зерна, в ході якого відбувається окислення частини вуглеводів та невеликої кількості білків і жирів. У цитоплазмі хімічна енергтя окислення трансформується в інші форми та частково витрачається на обмін речовин, а залишок її виділяється у вигляді тепла в навколишнє середовище.
Фактори, що впливають на пророщування. На якість пророщує солоду впливають такі фактори:
· Витрата повітря для аерації й охолодження зерна;
· Склад аеріруемой повітря;
· Вологість пророщувати зерно;
· Температурний режим;
· Тривалість процесу;
· Зволоження зерна під час ворошіння;
· Якість ворошіння пророщує матеріалу;
· Рівномірність шару зерна в солодорастільном апараті для поліпшення тепло – і масообміну;
щадні умови при завантаженні і вивантаженні, що забезпечують менше травмування зерна.
Кордон між замочуванням і пророщуванням досить умовна, оскільки при підвищенні вологості до 30% фізіологічні прояви в зерні стають помітними, а при вологості 38% зерно вже на 2-а доба поступово починає проростати. Видимою ознакою початку пророщування є проникнення зародків корінця через квіткових оболонку.
Оскільки всі життєво важливі процеси в зерні протікають при достатній кількості вологи, то пророщувати зерно повинно мати вологість не менше 40%.
При диханні зерна виділяється діоксид вуглецю та водяна пара. Якщо солодоращении здійснюють у струмового солодівні, то пара конденсується на пророщувати зерно, утворюючи на його поверхні так званий “піт”, який, усмоктуючись зерном, сприяє збереженню певної міри вологості. У пневматичних солодовня виділяється зерном водяна пара видаляється з продувається через зерно повітрям і запотівання не відбувається. У цьому випадку для підтримки необхідного ступеня вологості зерна, його зрошують водою під час ворошіння
Температура зерна при пророщуванні світлого солоду не повинна перевищувати 17 . 18єС, а темного солоду – 23 . 25єС.
Основні процеси, здійснювані при пророщуванні. При пророщуванні в зерні здійснюється комплекс взаємопов’язаних зовнішніх і внутрішніх процесів, серед яких можна виділити:
– Фізіологічні, у ході яких здійснюється дихання зерна, зростання зародкових корінців і зростання листка зародка;
– Активацію і біосинтез ферментів в зерні;
– Біотрансформацію речовин у зерні в результаті каталітичної дії ферментів.
Обладнання для солодоращения. Замочена зерно пророщують солодорастільних апаратах з дотриманням температурного та вологого режиму, підведення необхідної кількості кондиціонованого повітря і видалення діоксиду вуглецю. Зазначені умови можна створити в приміщеннях або апаратах, ізольованих від навколишнього середовища.
Зерно пророщують у спеціальних приміщеннях званих солодовні. Солодоращении можна здійснювати в солодовня наступного типу:
Струмова солодовня. Являє собою приміщення, в якому розташований підлога “струм”, на якому розташовують зерно. Пророщування ведуть 7-8 діб. Великим мінусом таких солодовен є використання ручної праці і відсутність механізації.
Скринькові солодовня. Скринькові солодовня складається з кількох довгих відкритих солодорастільних ящиків, розділених між собою стінкою. Солодорастільний скриньку в плані має прямокутну форму. Основне дно зроблено з невеликим ухилом для стоку води. На друге (сітчатие) дно, укладають Замочена зерно. Через подсітовое простір в шар зерна подають кондиційоване повітря. На стінках ящика встановлений пересувний солодоворошітель з вертикальними шнеками. Замочена зерно разом з водою подають з замкового апарату в ящик і з допомогою ворошітеля розподіляють на ситі рівним шаром висотою 0,6-0,85 м. Тривалість пророщування складає 7-8 діб. На відміну від струмових солодовен ящикові механізовані, що полегшує роботу. Свежепроросшій солод, вирощений у ящикової солодівні, за своїм хімічним складом близький до струмів. У результаті зменшення втрат на дихання і розвиток паростків вихід солоду і його екстрактівность приблизно на 1 відсоток вище, ніж вихід солоду, приготованого в струмового солодівні.
Цей тип солодовні в останні десятиліття набуває найбільшого поширення. Сучасні солодовні – типу “пересувна грядка” та баштового типу – засновані на принципі ящикової солодовні, яка отримала назву по імені її винахідника – Saladin. Робота таких установок така ж, як і в простих ящикових солодовня. Аерація у старих установках здійснювалася за допомогою витяжних вентиляторів, які з перервами подавали повітря в матеріал через загальну зволожувальних установку. У сучасних солодорастільних барабанах ящикового типу системи Saladin кожна грядка оснащується своїм напірним вентилятором з агрегатом для зволоження і охолоджування, причому аерація здійснюється безперервно. В апаратах системи Saladin грядки легкодоступні для огляду і контролю. У них завдяки рівномірності шару матеріалу забезпечується і рівномірна вентиляція.
Солодовня пересувна грядка. У солодівні з пересувною грядкою, що відрізняється від звичайної ящикової солодовні тільки наявністю ковшового ворошітеля замість шнекового, пророщували зерно поступово перекидається ковшовим ворошітелем вздовж скриньки від місця завантаження зерна до місця вивантаження солоду. Солодовня з пересувною грядкою представляє собою довгий ящик, в якому подсітовое простір розділений перегородками на секції, число яких дорівнює числу доби рощення солоду. Замочена зерно з чанів вивантажується на площу сита. Переміщення зерна на сита наступних секцій і його ворушіння проводяться через кожні 12 годин за допомогою ковшового ворошітеля, встановленого по ширині ящика пересувної грядки. На звільнену площу сита знову завантажується Замочена зерно. Маса готового свежепроросшего солоду вивантажується в бункер, а з нього подається на сушку.
До солодовня пересувна грядка можна віднести установку з солодорастільнимі апаратами “Lausmann”. Апарат для пророщування Lausmann передбачає щоденне переміщення пророщує зерна в наступний ящик.
Ящики квадратного або прямокутного перерізу розташовують у ряд, безпосередньо один біля одного. Піднімають і опускають їх за допомогою підйомного пристрою звичайної конструкції, регулюючи висоту простору під ящиками. При максимальному підйомі сито досягає краю ящика для пророщування, чим забезпечується його повне очищення. Ворошіння здійснюється при підйомі сита, в результаті чого частина пророщує матеріалу пересипається через роздільну стінку двох ящиків і переміщається за допомогою ворошітеля особливої ​​конструкції в наступну секцію ящика або в сушарку. Ворошітель складається з системи скребків і підноситься над двома ящиками, завдяки чому можна повністю розрівняти солод в наступному скриньці. За останніми ящиком розташовується або вбудована сушарка, або бункер для транспортування свежепроросшего солоду. Оскільки сушарка вимагає великої площі, ворошітель повинен виконувати і функцію з вивантаження з неї солоду.
Солодорастільние апарати барабанного типу. Представляють собою горизонтальний сталевий циліндричний корпус, встановлений на двох парах опорних роликів. Пророщувати зерно продувають кондиціонованим повітрям, а перемішують в результаті повільного обертання барабана. Барабанні солодовні бувають закриті і відкриті. Особливістю закритих барабанів – повна ізольованість пророщувати зерно від зовнішніх умов. Існує два типи закритих барабанів: з плоским ситом і з сітчатие трубами. Барабанні солодовні з плоским ситом представляють собою горизонтальний циліндричний корпус, всередині апарату закріплено плоске сито, на якому рівномірно завантажують Замочена зерно. Висота шару зерна на сітчатие днище може досягати 1м. Ворошіння два рази на добу, при цьому барабан здійснює 1 об. / 45 “. Барабанні солодовні з сітчатие трубами багато в чому влаштовані ідентично вищеописаному апарату, але в центрі барабана закріплена сітчатие труба. Повітряний нагнітається або в подсітовое простір або в сітчатие трубу, в залежності від типу солодовні. Якість солоду, вирощеного в такій солодівні, хороше. Він досить розчинений і має свіжий вигляд і чистий солодовий запах.
Прикладом такої солодовні можна уявити солодовню барабанного типу фірми “Galland”. Пророщування в ній ведеться при місцевій аерації і кондиціонуванні, а також із застосуванням рециркуляційного повітря.
Зерно в барабані після пневматичної замочування зволожується або підсушується до вмісту вологи 38% і температури 18 ° С. Завантаження здійснюється через люки спочатку на одну третину так, щоб шляхом повороту барабана на підлогу обороту можна було рівномірно розподілити Замочена зерно. Після стікання замкової води починається аерація кондиціонованим повітрям температурою 16 ° С. Для підтримання режиму сушіння перші 4-6 год барабан обертається постійно. Рівномірний початок пророщування настає через 12-16 год Під час цієї фази барабан обертається протягом 3 ч. Якщо наклюнулось 95% зерен, то вологість підвищують до 42% шляхом інтенсивного зрошення через отвори при обертанні. При правильному веденні процесу свежепроросшій солод має свіжий запах і характеризується добре збереженим зародком.
Шахтні солодорастільние установки. Застосовують у солодовня безперервної дії. Основу способу складають зрошувальне замочування ячменю і безперервне пророщування ячменю в газовому середовищі з підвищеним вмістом СО2. Такий спосіб зрошення ячменю дає можливість вимивати діоксид вуглецю з міжзернового простору і підтримувати однакові умови замочування по всьому об’єму замкової камери. Після безперервного замочування ячмінь перекачують гідротранспортом в апарат для видалення поверхневої вологи, де вона міститься близько 4 годин, після чого його направляють у верхню растільную камеру шахти. Загальна тривалість пророщування становить 135 годин. Свежепроросшій солод вивантажують з нижньої частини растільной камери в приймальний бункер, з якого конвеєром і норією транспортують на сушку.
Солодорастільние апарати круглого перерізу. Конструктивні особливості солодорастільних апаратів круглого перерізу роблять їх найбільш кращими при використанні в сучасній солодівні баштового типу, де їх розміщують по вертикалі один під іншим. Але останнім часом такі апарати можна зустріти і в традиційній компонуванні солодовні, де всі солодорастільние апарати розміщені на одному рівні. Виготовляють два види таких апаратів: зі стаціонарним і обертовим днищем. Їх оснащують шнековими ворошітелямі, тому принцип їх роботи (за винятком завантаження і вивантаження) аналогічний ящикові солодовня. Сітчатие днище апарату має кільцеву форму, оскільки в його центрі розташований поворотний бункер, через який здійснюють вивантаження солоду. Над сітчатие днищем розташований ворошітель карусельного типу, який може обертатися навколо центральної осі в різних напрямках. Крім ворошіння з його допомогою здійснюють вивантаження свежепроросшего солоду і зволоження зерна в процесі пророщування. Для зволоження зерна над вертикальним шнеком встановлені розпилювальні форсунки, до яких підведена вода. У процесі солодоращения зерно продувають кондиціонованим повітрям, нагнітається вентилятором в подсітовое простір.
Солодорастільние апарати з рухомим днищем застосовують у солодовня підвищеної потужності. Одноразова завантаження в них може досягати 700 тонн. У цьому випадку апарат оснащують конструкцією, всередині якої зазвичай монтують труби для самопливного переміщення зерна зверху вниз. Такі солодорастільние апарати застосовують рідше, так як вони складніше за конструкцією і дорожче у виготовлення, більш металлоемки.
Безперервні системи солодоращения. Система Domalt. Солодовні типу пересувна грячка та баштового типу є установками напівбезперервного дії. Ячмінь замочується в одному місці далі вступає в солодорастільную установку, а потім прямує в солодосушілку, зазвичай безпосередньо прилягає до неї. Тривалість перебування в окремих апаратах або на ділянках ситової поверхні складає в залежності від особливостей технології 9,12 або 24 ч. Як приклад непреривнодействующей солодовні можна розглянути систему Domalt. Ячмінь змішується з водою на вході за допомогою піднімається миючого шнека. Після проходу через шнек (протягом близько 100 хв) зерно надходить на рухому ситову поверхню, виконану з сит або пластмасових полотен, поділяється і розподіляється по висоті. Швидкість переміщення ситової поверхні 0,7 м / год, висота шару солоду близько 0,9 м. Під час проходу через першу ділянку ситової поверхні ячмінь зрошується і досягає вологості, оптимальною для пророщування. На певних відстанях встановлені прості ворошітелі, підтримуючи широку розпушення шару проростає зерна. Після досягнення максимальної вологості зайву воду із зерна видаляють. Температуру пророщування регулюють на кожній ділянці подачею вологого повітря з регульованою температурою. На завершальній ділянці за солодорастільним відділенням розташовується солодосушілка безперервної дії. Висушений солод охолоджують і направляють в росткоотбойную машину.
Безперервно діюча установка дозволяє пов’язати тривалість пророщування з характеристиками тієї чи іншої партії ячменю. Так, період замочування і пророщування дворядних ячменів триває близько 100-110 год, а у багаторядних – 70-80 ч. У порівнянні зі звичайними така установка забезпечує істотне скорочення тривалості солодоращения за рахунок прискореного пророщування при більш низькій вологості і безперервного переходу від однієї стадії пророщування до іншої, проте максимальна вологість тут, як правило, вище, ніж, наприклад, у звичайній ящикової солодівні. Всі ці чинники прискорюють проходження цитолізу та активізують дію інших груп ферментів, що проявляється також у збільшенні обсягу зерна після сушіння.
Подібна система дає можливість застосувати повністю автоматичне управління з невеликими затратами праці і скороченням витрат води.

Солодовні баштового типу та їх переваги

Останнім часом серед новозбудованих солодовен переважають солодовні баштового типу, які характеризуються більш високою технологічною ефективністю й економічністю.
У солодовня баштового типу обладнання для замочування, пророщування та сушіння розміщують ярусами – одне під іншим, в основній виробничій вежі циліндричної форми, в якій розміщують технологічне обладнання. У баштових солодовня використовують обладнання таке, як замкові апарати циліндроконічних форми і з плоским днищем, солодорастільние апарати і солодосушілкі круглого перерізу.
У безпосередній близькості від виробничої вежі, приєднуючись до неї, мають у своєму розпорядженні робочу вежу, в якій розміщують допоміжне обладнання: системи аерації, охолодження (або при необхідності нагрівання) і кондиціонування повітря для пророщування. Крім цього в робочій вежі розташовані: сходові марші, ліфт і вертикальні канали для електрокабелів, водопроводу, стічних вод, хладогенту, стисненого повітря для приводу механізмів, шафи управління та інше.
У робочій вежі змонтована також система транспортування ячменю до верхнього ярусу. Транспортування замоченого ячменю, свежепроросшего і свежевисушенного солоду здійснюють самопливом по круглій, гладкостенной трубі, встановленою уздовж центральної вертикальної осі вежі.
Одним із прикладів типової компонування баштових солодовен, коли все технологічне обладнання розміщено в одній вежі, може служити шведська солодовня “Svenska Malt AB” потужністю 75 тис. тонн товарного солоду на рік. На самому верхньому рівні розміщують замкові апарати циліндроконічних форми для першого ступеня замочування; під ними встановлюють апарат круглого перерізу з плоским днищем для замочування і першій стадії пророщування; нижче розміщують 6 солодорастільних апаратів круглого перерізу; під відділенням пророщування розташовують горизонтальну солодосушілку, яка конструктивно є трьохярусної, але функціонально представляє собою двохярусну горизонтальну солодосушілку, оскільки свежепроросшій солод перед подачею на сушіння поділяють на дві рівні частини, одну з яких завантажують на верхню решітку, а другу на середній для зменшення товщини шару висушуваного солоду.
На обох верхніх сушильних решітках здійснюють паралельно першу стадію сушки солоду від вологості – 45% до – 12%, до так званого “прориву” гарячого повітря. Другу стадію сушки, на якій відбувається подальше зниження вологості від-12% до – 4% здійснюють на третій (нижній) сушильної решітці, на яку перевантажують весь підсушений солод з обох верхніх решіток.
Річна потужність таких баштових солодовен може складати від 70 до 120 тис. тонн на рік, а висота досягати 90 . 100 метрів.
Баштові солодовні фірми “Schmidt-Seeger AG меншої продуктивності від 10 до 60 тис. тонн солоду на рік, може бути іншою компонувальні рішення, наприклад: зверху розташовують замкове відділення, що складається з одного апарату круглого перерізу з плоским днищем; під ним – три солодорастільних апарату; а одноярусну горизонтальну сушилку розташовують поза основною виробничою вежі поблизу від неї.

У баштових солодовня ячмінь за допомогою норії подають у змішувач при одночасній подачі води, в якому зерно інтенсивно перемішують, а потім транспортують гідротранспортом в окремі замкові апарати. Для цієї мети використовують спеціальні насоси, що дозволяють виробляти щадну транспортування ячменю. При цьому одночасно досягають миючого ефекту з метою видалення з поверхні пилу і значної частини мікроорганізмів. За рахунок інтенсивного перемішування видаляються повітряні пухирці з поверхні зерен, а в процесі транспортування внаслідок підвищеного тиску в трубопроводі видавлюється повітря знаходиться під оболонкою зерна. У результаті цього відбувається швидке проникнення води всередину зерна вже на самому початку процесу замочування, і тим самим досягається краще замочування.
Транспортування замоченого ячменю з циліндроконічних апаратів в замковий апарат з плоским днищем здійснюють разом з водою або “сухим” способом, тобто без води. Транспортування замоченого ячменю в солодорастільний апарат здійснюють “сухим” способом, яка може бути ідеальним чином здійснена в солодовня баштового типу завдяки силі гравітації.
Транспортування свежепроросшего солоду з солодорастільного апарату на сушарку виробляють аналогічно по центральній трубі, яка самоочищається проходять по ній матеріалом. Оскільки відпадає необхідність у застосуванні транспортних систем, то виключаються трудомісткі і тривалі операції з чищення та миття.
Баштові солодовні будують з монолітного залізобетону. При діаметрі до24 метрів баштові солодовні не мають центральної осі.
До основних переваг баштових солодовен слід віднести:
· Компактність;
· Зниження будівельних витрат;
· Компактність, і, отже, менша потреба в площі забудови;
· Зниження витрат енергії на охолодження та обігрів приміщень;
· Скорочення теплових втрат за рахунок меншої площі поверхні стін і дахів;
· Зниження витрат на технічне оснащення солодовні за рахунок непотрібності транспортних систем для замоченого і свежепроросшего солоду;
· Спрощення транспортування замоченого ячменю і свежепроросшего солоду під власною вагою під власною вагою по центральній вертикальній трубі;
· Можливість герметизації відділення солодоращения, що дозволяє управляти солодоращении кожної порції зерна індивідуально, наприклад, в начнльной період пророщування можна працювати з великою витратою свіжого повітря, що містить більше кисню, а в заключний період з накопиченням вуглекислого газу сприяє зниженню втрат сухих розчинених речовин солоду.
Баштові солодовні можуть бути виготовлені з металоконструкцій з вуглецевої сталі, а внутрішні стінки і повітряні канали, схильні до дії агресивного вологого середовища, облицьовують нержавіючої сталлю.
До переваг солодовен з металоконструкцій, в порівнянні з солодовнями з монолітного залізобетону, відносять:
· Менша трудомісткість, завдяки простоті побудови та постачання на будівельний майданчик готових вузлів каркасу і обшивки;
· Скорочення термінів будівництва;
· Виключення умов для розвитку мікроорганізмів, оскільки на металевих поверхнях в процесі експлуатації не утворюється мікротріщин;
· Збільшення термінів експлуатації солодвен, оскільки металоконструкції більш стійкі в експлуатації при підвищеній вологості і температурних перепадах.
Аналогічне обладнання солодовен, в тому числі і баштового типу, виготовляють фірми “Buhler”, “Nordon”, “Haunter”. Так обладнання фірми “Buhler” змонтовано на солодових заводах Суфле (Санкт-Петербург) і компанії “Російський Солод” (сел. Воронове, Московської обл).

Спеціальні способи пророщування

Мета застосування спеціальних способів солодоращения – зниження втрат при солодоращении і скорочення тривалості пророщування. Спеціальні способи солодоращения поділяють на фізичні, засновані на використанні фізичних чинників (насамперед факторів пророщування), і хімічні, засновані на застосуванні хімічних сполук для прискорення або гальмування процесу пророщування.
До фізичних належать вуглекислотний спосіб і спосіб повторного замочування. При застосуванні інтенсивних способів солодоращения як добавки використовують гібберелловую кислоту та інші активатори, що вносяться окремо або в сполученні з інгібіторами.
Застосування ферментних препаратів. З метою інтенсифікації со-лодоращенія застосовують ферментні препарати
Розрахункова кількість ферментного препарату попередньо розчиняють воді, отриманий робочий розчин ферментного препарату додають в останню замкову воду, зерно добре перемішують і залишають на 6-8 год, продуваючи через кожні 2 год повітря. Ферменти препаратів проникають в наклюнувшееся і прискорюють процес розпушення ендосперму.
Метод перезамачіванія ячменю при виробництві солоду. Одним із способів інтенсифікації процесу солодоращения є використання методу перезамачіванія. Суть його полягає в тому, що на стадії пророщування ячмінь занурюють на певний час у воду, при цьому спостерігається уповільнення або припинення росту корінців, підвищується вологість зерна, що прискорює розчинення ендосперму. Загальна тривалість замочування і пророщування при цьому способі скорочується від 10 до 5-6 доби за рахунок активної аерації, підвищених температури та ступеня замочування. При цьому зменшуються втрати екстрактивних речовин, а вихід солоду збільшується на 2%.
Застосування активаторів для прискорення солодоращения. Додавання
активаторів та інгібіторів порушує рівновагу функцією власних біологічно активних речовин, що призводить до прискорення процесу, зниження втрат на дихання за рахунок пригнічення росту зародка і розвитку корінців. Обробка пророщує ячменю деякими хімічними реагентами сприяє більш швидкому накопиченню комплексу ферментів і розчинення ендосперму зерна, в результаті чого підвищується якість солоду, збільшуються його вихід і екстрактівность.

3. Основні проблеми і тенденіт розвитку виробництва пивоварного солоду

Проблеми при прийомі, зберігання, очищення та сортировании зернопродуктів.
Стадії прийому, зберігання, очищення і сортування зернопродуктів займають значне місце в солодовий виробництві і мають низку специфічних виробничих проблем, які необхідно усунути або мінімізувати при будівництві нових і реконструкції старих солодовен.
При прийомі і зберігання зерна мають місце втрати які можуть складатися з:
· Втрат сухих речовин зерна на дихання;
· Втрат від шкідників-комах і гризунів;
· Втрат від поразки хвороботворної мікрофлорою;
· Втрат від механічного пошкодження зерна-тертя, лущення, відколів зерна.
У зв’язку з цим операції прийому та зберігання зерна повинні технологічно і технічно розвиватися в напрямі мінімізації втрат зернопродуктів, зокрема, за рахунок:
· Вдосконалення методів і приладів контролю за якістю прийнятого і складаються на зберігання зерна;
· Застосування нових високоякісних методів і обладнання обробки зерна, що запобігають або пригнічують розвиток шкідників і хвороботворних мікроорганізмів;
· Забезпечення оптимальних умов зберігання зерна;
· Використання технічно досконалого транспортуючого обладнання, що забезпечує щадні умови транспортування зерна.
У процесі транспортування зернопродуктів внаслідок несприятливих для зерна механічних впливів можливе його пошкодження – розчавлювання, розколювання, порушення оболонки. Травмоване зерно може знизити і втратити здатність до проростання. У зв’язку з цим для транспортування зернопродуктів необхідно вибирати транспортує обладнання, в якому забезпечуються дбайливі умови при пророщуванні зерна.
У сучасних солодових виробництвах ступінь очищення зерна від мінеральних, зернових і випадкових домішок досить висока, але повністю виділити із зерна домішки не вдається. У зв’язку з цим вдосконалення як первинної, так і вторинного очищення зерна буде здійснюватися завдяки застосуванню більш прогресивного та ефективного зерноочисного обладнання.
Так само велику роль грає проблема підвищення безпеки на виробництві. Прийом, транспортування, очищення та сортування зерна супроводжується пилоутворення, що представляє серйозну небезпеку, з точки зору вибухо-і пожежонебезпеки виробництва.
У зв’язку з цим удосконалення цих виробничих стадій має здійснюватися за рахунок:
· Зменшення пилоутворення;
· Запобігання можливості іскріння під час роботи обладнання;
· Оснащення технологічного і транспортує обладнання електропроводами у вибухобезпечному виконанні;
· Підвищення ефективності аспіраційних систем;
· Оснащення устаткування пристроями вибухозахисту (взриворазрядітелямі);
· Застосування вибухо-і вогнеперепинювачів, у якості яких можуть використовуватися, наприклад, шлюзові затвори і шнеки.
На сучасних солодових підприємствах прийом, зберігання і обробка зернопродуктів повністю механізовані. Однак застосовувані технічні рішення і засоби механізації часто далекі від досконалості – не досить ефективні й економічні. Тому один із напрямків розвитку солодових виробництв повинно бути спрямоване на удосконалення механізації з метою підвищення її технічного та технологічного рівня.
Рівень автоматизації на багатьох старих не реконструйованих солодовня залишається відносно низьким, тому їх розвиток буде здійснюватися в напрямок рівня автоматизації. Ступінь автоматизації сучасних солодових виробництв досить висока. У зв’язку з цим управління технологічними процесами буде розвиватися в напрямку комп’ютеризації і вдосконалення програмного забезпечення.
З точки зору проблеми екологічної безпеки при організації прийому, зберігання, транспортування, очищення і сортування зерна необхідно:
· Забезпечити умови, що виключають можливість вибуху;
· Підвищити ступінь очищення повітряних викидів в атмосферу;
· Знизити рівень шуму від роботи обладнання до допустимих значень.
На сучасних підприємствах ці завдання ефективно вирішуються, зокрема, за рахунок:
· Застосування заходів щодо підвищення вибухобезпеки виробництва;
· Застосування високоефективних аспіраційних систем, що включають сучасні рукавні фільтри, що дозволяють забезпечити залишковий вміст пилу в повітрі, що видаляється;
· Застосування шумозахисних кожухів на тих електропроводах, рівень шуму від яких перевищує допустиму норму;
· Застосування глушників на повітроводах перед викидом відпрацьованого повітря в атмосферу.
Проблеми технічного розвитку виробництва пивоварного солоду.
Новозбудовані солодовні оснащені досить досконалим технологічним обладнанням, але в старих солодовня виникає безліч проблем, які необхідно усунути або мінімізувати при здійсненні їх технічної реконструкції.
Виробництво солоду дуже енергоємне. Зниження енерговитрат можна забезпечить за рахунок:
– Вибору більш зручної аеродинамічної форми повітроводів і оптимізації їх оснащення;
– Зменшення товщини шару завантаження зерна.
Зниження теплової енергії при сушінні солоду можна досягти за рахунок:
– Поліпшення ізоляції та герметизації корпусу сушарки;
– Повторного використання відпрацьованого повітря;
– Виробництва тепла з високим коефіцієнтом корисної дії;
– Застосування сушарок з економним споживанням енергії.
Серед найважливіших заходів, які сприяють зростанню продуктивності діючих солодовен, слід відзначити:
– Вдосконалення технології;
Скорочення тривалості транспортування;
– Збільшення одиничної потужності устаткування.
Так само один з напрямків збільшення випуску солоду – зниження втрат на технологічних стадіях. Зниження втрат на стадіях замочування і пророщування зерна може бути забезпечено, наприклад, за рахунок контролю та оптимізації дихання.
Найважливіша технологічна проблема – підвищення якості випускається солоду залежить від якості застосовуваного сировини й від рівня досконалості техніки і технології.
При виробництві солоду так само виникають проблеми, які відіграють далеко не маловажну роль, проблема поліпшення виробничої санітарії і проблема поліпшення екологічності солодового виробництва.
Узагальнюючи весь комплекс проблем солодових підприємств, слід підкреслити, що з сучасних позицій системного підходу доцільно вирішувати єдину проблему – вдосконалення технологічного потоку виробництва солоду за рахунок підвищення якості його функціонування, як системи.

ВИСНОВОК

У цій роботі було розглянуто сучасні аспекти та напрямки розвитку солодового виробництва. Були описані класичні та технологічно удосконалені способи замочування і пророщування ячменю.
Найбільшу увагу приділено методам замочування і пророщування ячменю в барабанних солодовня, солодовні баштового типу і технічно модернізованих солодовня застарілого типу. Головною особливістю таких солодовен є застосування сучасного обладнання, технічне і технологічне удосконалення процесів та стадій виробництва пивоварного солоду.
Так само розглянуті мети, інженерні завдання сучасного солодового виробництва, проблеми при виробництві солоду та їх розв’язання.
Можна зробити наступний висновок по даній курсовій роботі: сучасні технології пивоварного солоду постійно розвиваються, впроваджуються нові тенденції розвитку в процес виробництва, при цьому створюються нові і вдосконалюються технічно і технологічно вже існуючі методи солодоращения.

Список використаної літератури

Балашов В. Е, Федоренко Б.М. Технологічне обладнання підприємств пивоварного і безалкогольного виробництв. – М.: Колос, 1994.
2. Єрмолаєва Г.А., Колчева Р.А. Технологія і обладнання виробництва пива і безалкогольних напоїв: Учеб. для. поч. проф. освіти. – М.: ІРПО; Вид. Центр “Академія”, 2004.
3. Кунце В., Міт.Г. Технологія солоду та пива. – Спб.: Професія, 2000
4. Меледіна Т.В. Сировина і допоміжні матеріали в пивоварінні. – Спб.: Професія, 2005.
5. Нарцис Л. Технологія солодоращения. – Спб.: Професія, 2007.
6. Тихомиров В.Г. Технологія пивоварного і безалкогольного виробництв. – М.: Колос, 1998.
7. Федоренко Б.М. Інженерія пивоварного солоду: Навчально-довідковий посібник. – Спб.: Професія. 2004.