Технология проращивания ячменя
Если солод проращивается на полу солодовни, то такой способ ращения называется токовым, а солодовня - токовой. Если ращение ячменя ведется в специальных механизированных ящиках и в барабанах с искусственной аэрацией прорастающего зерна, то такое проращивание называется пневматическим, а солодовни - пневматическими (ящичными пневматическими, если ращение ведется в ящиках, и барабанными пневматическими, если оно ведется в механизированных барабанах).
Устройство и оборудование токовых солодовен. Токовые солодовни представляют собой большие одноэтажные или многоэтажные наземные и полуназемные помещения с гладким полом, на котором проращивается зерно. Пол такой солодовни называется током.
Ток - весьма важная часть токовой солодовни. Он должен быть защищен от проникновения грунтовых вод, если лежит ниже их уровня, и хорошо теплоизолирован. Ток должен быть гладким с небольшим уклоном в сторону канализационного коллектора - примерно 0,02°, по краям его должны быть устроены сточные канавки, обеспечивающие постоянный и полный сток промывных вод в канализацию.
Спуски из канавок в канализацию снабжаются гидравлическими затворами, исключающими проникновение в солодовню газов из канализационных труб. Пристенные края пола должны быть приподняты и не образовывать прямых углов со стенами, углы должны быть сглаженными.
Для полов в нижнем этаже в случае высокого стояния грунтовых вод рекомендуется делать основание из утрамбованной жирной глины слоем до 50 см и слоя гравия и щебня 20-30 см, на котором укладывается слой бетона 8-10 см. Верхний покров тока делается из бетона (соотношение песка и цемента 3:1), кирпича, уложенного в елку, гладких керамиковых, известковых или мраморных плит. Основание токов в многоэтажных солодовнях делается из железобетона с хорошей гидро- и теплоизоляцией. Стены, потолок, балки и колонны в солодовнях делают с гладкой и ровной поверхностью, без острых и прямых углов во избежание скопления пыли. Высота токовых помещений, где проводится проращивание ячменя, должна быть 3-3,5 м. Верхнюю часть стен и потолка солодовни покрывают известковой, а нижнюю - цементной штукатуркой.
Для правильной вентиляции токовой солодовни устраивается специальная сеть воздушных каналов в стенках и потолке. Расположение приточных и вытяжных отверстий вентиляционной системы должно обеспечивать равномерный обмен воздуха в солодовне и вытеснение и отвод углекислоты, образующейся в результате дыхания прорастающего на току ячменя.
Для регулирования воздухообмена вытяжные отверстия снабжаются задвижками.
Естественная вентиляция в токовых солодовнях дает вполне удовлетворительный эффект при работе в холодное время года, но в теплое время года она неэффективна, так как разность плотностей свежего воздуха и теплого, содержащего большое количество СО2, становится очень незначительной и движение воздуха в нижней части помещения прекращается.
При недостаточной естественной вентиляции устраивается иногда искусственная приточно-вытяжная вентиляция, однако она не имеет широкого распространения и не дает большого эффекта.
Нормальный температурный режим в токовых солодовнях обычно поддерживается за счет вентиляции, что легко удается в холодное время года. В теплое время года усиленная вентиляция не только не полезна, но и вредна, так как при этом еще более отепляется помещение солодовни. Известный эффект дает охлаждение пола в солодовне, если его поливать очень холодной водой перед выгрузкой замоченного зерна.
Для охлаждения токов применяют также искусственное охлаждение вентилируемого воздуха или устанавливают холодильные батареи непосредственно в помещении солодовни. Однако при большом объеме вентилируемого в солодовне воздуха коэффициент использования холода собственно на охлаждение солода в этом случае будет очень малым.
Охлаждение воздуха возможно и путем распыления холодной воды в солодовне, но это дает эффект только в том случае, когда в солодовню поступает сухой воздух. При поступлении теплого и влажного воздуха эффект охлаждения от такого способа крайне незначителен и кратковременен.
Таким образом, само устройство токов с их естественной вентиляцией определяет возможность работы в такой солодовне только в зимнее время и в осенне-весенние холодные месяцы. Обычно для средней полосы России, нормальные токовые солодовни , работают 9-10 месяцев в году.
В хорошо теплоизолированных солодовнях, углубленных в землю на 1,5-2 м, удается работать и более продолжительный срок, по при этом необходимо ограничивать естественную вентиляцию днем, когда снаружи поступает теплый воздух, и усиливать её ночью, когда температура наружного воздуха более низкая.
Нормальная температура для помещений токовой солодовни 10-12°C , т. е. ниже температуры прорастающего зерна на 5-8 град.
Замоченный ячмень, имеющий влажность 42-43% для светлых или 45-47% для темных солодов, перед спуском на тока слегка обсушивают. Для этого из замочного чана спускают воду и оставляют ячмень на 2 ч без воды. После этого его направляют на ток, где укладывают в ровную грядку - мокрый ворох, в котором он лежит около 12 ч без перелопачивания.
Высоту грядки делают различной, 30-50 см, в зависимости от степени замачивания и температуры в солодовне. Если зерно в замочном чане было недомочено или температура в солодовне была очень низкая и замачивание велось при низкой температуре, то зерно укладывают толстым слоем в более высокий мокрый ворох.
Если зерно в замочном чане было перемочено или применяли воду с высокой температурой и зерно наклюнулось, то его кладут в тонкую грядку - низкий ворох.
Таким образом, укладкой замоченного зерна в ворох разной высоты можно регулировать температуру в зерне на самой ранней стадии проращивания.
Для равномерного распределения и проветривания мокрый ворох перелопачивают. При этом верхний и боковые слои зерна, наиболее быстро обсыхающие снаружи, попадают вниз и в середину вороха, а наиболее влажные - наверх. Такое перелопачивание позволяет равномерно обсушить зерно с поверхности по всей толще вороха.
Первое перелопачивание мокрого вороха производят через 12 ч. После обсушивания зерна путем перелопачивания высоту его в грядке уменьшают до 20-25 см.
Дальнейший уход за прорастающим зерном заключается в поддержании нужной температуры и своевременном проветривании его.
Перелопачивание в большинстве случаев ведут ручным способом, применяя деревянную широкую лопату. Для охлаждения и обсушивания зерно перебрасывают веерообразно на свободную часть тока. Проращиваемое зерно можно перелопачивать как в три, так и в два приема.
При перелопачивании в три приема вначале берут лопатой верхний слой солода и веерообразно разбрасывают его на свободную площадь тока, затем берут средний слой солода и также веерообразно разбрасывают на перелопаченное зерно верхнего слоя; после этого зерно нижнего слоя таким же движением распределяют равномерно на поверхности солода.
Таким образом, при перелопачивании в три приема верхний, наиболее сухой и холодный слой зерна оказывается внизу, а нижний, наиболее сырой и теплый - наверху. При этом способе достигается наибольшее охлаждение солода.
При перелопачивании в два приема верхнюю часть солода сбрасывают веерообразно на свободный участок тока, а затем нижнюю часть солода тоже веерообразно разбрасывают на него сверху. При этих условиях получается умеренное проветривание и охлаждение зерна.
При правильном перелопачивании поверхность солода на току выглядит ровной, слой его имеет одинаковую толщину на всех участках тока. По окончании перелопачивания зачищают края грядок, сгребая солод с края так, чтобы образовался трапециевидный бортик с наклоном боковых сторон под 60°.
Частота перелопачивания солода зависит от ряда причин: скорости роста, самосогревания зерна, степени растворения эндосперма, необходимости аэрации зерна, температуры воздуха в солодовне, влажности солода и от того, в какой стадии проращивания находится зерно на току.
Проращивание ячменя на току можно условно разделить на две стадии:
1) первые трое-четверо суток - стадия развития и интенсивного прорастания зерна;
2) последние трое-четверо суток - стадия энергичного растворения эндосперма.
Каждая из этих стадий имеет особое технологическое значение; строго разграничивать их нельзя, но такое условное деление удобно для характеристики протекающих процессов и мероприятий, необходимых для регулирования процесса соложения ячменя.
В первой стадии активируются и накапливаются ферменты, идет усиленный рост зародыша. Запасные вещества эндосперма переходят в растворимое состояние, но не накапливаются в солоде, а потребляются на синтез новых веществ зародыша. Часть углеводов расходуется на дыхание.
В результате дыхания образуются углекислота и вода и выделяется большое количество тепла. Повышение температуры в солоде ускоряет испарение влаги. Но влага конденсируется на верхнем холодном слое солода в виде росы, называемой в практике соложения «потом». Ростки солода мощно развиваются, становятся курчавыми, и благодаря этому солод лежит более рыхлым слоем.
В это время очень важно следить за тем, чтобы температура повышалась медленно. На третий и четвертый день быстро развиваются корешки. Если жизненные процессы будут развиваться слишком быстро и зерно разогреется рано, то трудно будет регулировать температуру.
Частое перелопачивание в этом случае не исправит положения, а только излишне подсушит солод. Корешки солода раньше времени завянут. Солод не будет иметь высокой ферментативной активности. Поэтому в период роста температура в солоде не должна быть более 17°С, что достигается путем перелопачивания солода и регулирования высоты слоя, которую постепенно снижают.
Перелопачивание следует вести через 8 ч, а в первые дни - через 12 ч. При отсутствии конденсирующихся на верхнем слое капель воды («пота») солод можно осторожно поливать водой, мелко разбрызгивая ее из лейки или гидропульта. После такого полива немедленно проводят тщательное перелопачивание.
Во второй стадии солодоращения накопившиеся и активированные ферменты энергично растворяют запасные вещества в эндосперме. В эндосперме появляется значительное количество растворимых сахаров, аминокислот и других веществ, повышающих кислотность солода. Под влиянием возрастающей кислотности еще более усиливается растворение эндосперма. Растворение запасных веществ идет настолько быстро, что они не успевают потребляться зародышем и их избыток накапливается в эндосперме.
Пышно проросшее зерно интенсивно дышит, выделяются углекислота, вода и тепло. Влага легко испаряется с очень рыхлого верхнего слоя солода и излишне не конденсируется на его поверхности.
В рыхло лежащем солоде в период между перелопачиваниями накапливается, большое количество углекислоты, которая угнетает рост и способствует усилению ферментативных процессов растворения эндосперма. Вместе с этим в силу замедленного газообмена и малой теплопроводности рыхло лежащий солод сильно разогревается.
При перелопачивании зерно, хотя и хорошо охлаждается, но приток свежего воздуха усиливает его дыхание, что в свою очередь приводит к повышению температуры солода. Зерно еще более разогревается. На этой стадии перелопачивание - самая ответственная операция, от своевременного проведения которой зависит качество солода. Общим правилом обработки солода на этой стадии является перелопачивание не менее чем через 8 ч с уменьшением высоты слоя до 15-20 см в зависимости от температуры солода.
Солод с хорошо развитыми корешками склонен к так называемому схватыванию, заключающемуся в том, что корешки его переплетаются между собой. При схватывании солода сильно затрудняется вентиляция зерна. В процессе изготовления светлых сортов солода нельзя допускать схватывания. В крайнем случае схватывание допускается в последний день соложения для трудно растворяющихся ячменей.
Во время соложения ячменя вследствие сильной вентиляции или слишком сухого воздуха в солодовне может произойти преждевременное подвяливание корешков. При этом клетки отмирают, а питательные вещества, заключенные в них, становятся доступными для микроорганизмов, всегда в изобилии находящихся на зерне. Микроорганизмы, в частности плесени, начинают быстро развиваться. Поливать солод в это время нельзя, так как это создает наиболее благоприятные условия для развития плесеней на солоде.
В конце соложения стремятся возможно больше подсушить солод и ослабить дыхание зерна. Для этого уменьшают слой солода на току до 12-15 см и перелопачивание проводят реже.
Для наглядного сопоставления технологических операций с температурным режимом их проведения приводим примерный режим соложения светлого солода
| Сутки проращивания | Высота грядки в см | Максимальная температура зерна в°C | Число перелопачиваний в сутки | Характеристика корешков и степени растворения эндосперма |
| Первые | 50-40 | 13-15 | 2-3 | Наклевывание зерна. Эндосперм резиноподобный |
| Вторые | 35-25 | 14-16 | Появление 2-3 корешков. Около зародыша едва заметная зона растворения | |
| Третьи | 30-20 | 17-18 | Хорошее развитие корешков | |
| Четвертые | 30-20 | 18-19 | Пышные, курчавые и сочные корешки. Зародышевый листочек больше половины длины зерна. Эндосперм растворен в нижней половине зерна | |
| Пятые-шестые | 25-20 | 19-20 | То же | |
| Седьмые | 20-15 | 19-20 | Небольшое подвяливание корешков. Листочек равен 3/4 длины зерна. Не растворена только верхушка эндосперма | |
| Восьмые | 15-12 | 17-18 | Сильное подвяливание корешков. Листочек достигает длины зерна. Эндосперм полностью растворен |
На четвертый день проращивания клеточные стенки эндосперма полностью исчезают, но крахмальные зерна еще сцементированы и конгломераты их напоминают расположение клеток эндосперма.
На седьмые и восьмые сутки крахмальные зерна располагаются хаотично и не связаны между собой. Эндосперм полностью растворен.
Токовые солодовни имеются в основном при небольших пивоваренных заводах и требуют значительных площадей. В среднем считается, что с 1 м2 площади тока можно снять 110-120 кг сухого солода в месяц или переработать до 145 кг замачиваемого ячменя.
При расчете токовой солодовни принимается, что объем зерна во время соложения увеличивается в среднем в 2,3 раза, средняя высота солодовой грядки составляет 14 см, проходы между грядками занимают 10-15% от всей площади токов.
При пересчете массы ячменя по его объему учитывается натура ячменя.
Наиболее часто солод плесневеет при развитии мукоровых, аспергилловых и пеницилловых грибов. Другие виды плесневых грибов поражают его сравнительно редко. Прежде всего и раньше всего плесневые грибы поражают битое зерно и половинки зерна. Открытая поверхность эндосперма создает благоприятную среду, а высокая влажность - подходящие условия для развития плесеней.
Как правило, развившиеся грибы быстро переходят к плодоношению, образуют громадное количество спор и необычайно быстро обсеменяют весь воздух солодовни и все зерно. Дальнейшее развитие плесеней на солоде уже определяется количеством битого зерна или зерна, не способного прорастать.
Зерно, не способное прорастать, быстро плесневеет, потому что его оболочки становятся проницаемыми для растворенных в эндосперме веществ. Эти вещества «выпотевают» на поверхность, и после испарения влаги на ней создается концентрация питательных веществ, вполне достаточная для быстрого развития плесеней.
В связи с тем, что наибольшее количество растворимых веществ находится в зародыше, плесневение зерна и обнаруживается ранее всего на зародышевой части зерна. Подвяливание корешков солода точно так же создает благоприятные условия для развития плесеней. Подвяленные корешки становятся проницаемыми для растворенных веществ; они выпотевают на поверхности корешка и создают благоприятную питательную среду для развития плесеней.
Кроме указанных плесневых грибов, на солоде могут развиваться актиномицеты, бактерии и дрожжи. В результате этого солод приобретает специфический затхлый запах и становится кислым.