Как работает пиво

[Carder]

Пильзнерский бокал.

Содержание:

• История пива
• Что в пиве
• Пивоварение
• Розлив в бутылки, кегги и домашнее пивоварение

История пива​

Вы когда-нибудь задумывались, что такое солод на самом деле и как его получить из ячменя? А как насчет хмеля и зачем нам дрожжи? Ячмень, вода, хмель и дрожжи - пивовары комбинируют эти четыре простых ингредиента для приготовления пива.

Но дело не только в том, чтобы смешать нужное количество каждого ингредиента и вуаля ! ... у вас есть пиво. Для превращения ячменя в сбраживаемые сахара и для того, чтобы дрожжи могли жить и размножаться, превращая эти сахара в спирт, должна пройти сложная серия биохимических реакций. Коммерческие пивоварни используют сложное оборудование и процессы для управления сотнями переменных, чтобы каждая партия пива имела одинаковый вкус. В этой статье мы узнаем, как такие события, как Сухой закон и Вторая мировая война, повлияли на вкус пива, которое мы все еще пьем. Затем мы совершим экскурсию по региональной пивоварне Carolina Brewing Company, чтобы узнать, как они делают пиво, попутно познакомившись с некоторыми удивительными технологиями и терминологией пивоварения.

Люди варят пиво тысячи лет. Пиво стало основным продуктом питания в средние века, когда люди стали жить в городах, где из-за близости и плохой санитарии было трудно найти чистую воду. Алкоголь в пиве был безопаснее для питья, чем вода.

В 1400-х годах в Германии производили пиво, которое зимой ферментировали с использованием другого типа дрожжей. Это пиво называлось лагером, и, отчасти из-за сухого закона, сегодня в Соединенных Штатах преобладает разновидность этого сорта пива.

На 13 лет, начиная с 1920 года, конституционная поправка запретила производство алкогольных напитков в Соединенных Штатах. До сухого закона в Америке были тысячи пивоварен, производящих самые разные сорта пива. Но Сухой закон вытеснил большинство пивоварен. К моменту отмены законов в 1933 году уцелели только крупнейшие пивоварни. Эти пивоварни стремились сварить универсальное пиво, чтобы его можно было продавать повсюду в стране. А потом пришла Вторая мировая война. Из-за нехватки еды и большого количества мужчин за границей пивоварни начали варить более легкое пиво, которое сегодня очень распространено. С начала 1990-х годов небольшие региональные пивоварни вернулись, появившись по всей территории Соединенных Штатов, и разнообразие увеличилось.

Дальше мы подробнее рассмотрим ингредиенты пива.

Что в пиве​

Солодовый ячмень

Как мы узнали во введении, пиво состоит из четырех основных ингредиентов: ячменя, воды, хмеля и дрожжей. У каждого много сложностей. Начнем с ячменного солода.

Солодовый ячмень
Ячмень - это зерно, которое очень похоже на пшеницу. Прежде чем из ячменя можно будет делать пиво, его необходимо солодить , что предполагает естественный процесс переработки.
Во-первых, ячменю нужно дать прорасти или дать ему возможность прорасти. Это делается путем замачивания ячменя в воде в течение нескольких дней, затем слива ячменя и выдерживания его при температуре около 60 градусов по Фаренгейту (15,5 C) в течение пяти дней. Это позволяет шелухе раскрыться, и ячмень начнет прорастать - в этот момент он называется зеленым солодом. Как и все семена, ячмень содержит питательные вещества, которые могут поддерживать рост семян до тех пор, пока они не смогут производить свои собственные питательные вещества с помощью фотосинтеза. В процессе прорастания ферменты высвобождаемые растением, эти питательные вещества (крахмалы) превращаются в сахара, которыми можно кормить растение, пока оно растет. Ключом к процессу соложения является остановка прорастания ячменя в момент, когда присутствуют ферменты, производящие сахар, но большая часть крахмала еще не преобразована. В конце концов, эти ферменты будут производить сахара, которые будут питать дрожжи, чтобы производить алкоголь в пиве.
После того, как этот естественный процесс высвободил ферменты, зеленый солод сушат, постепенно повышая температуру. Интенсивность солодового вкуса и цвета зависит от того, насколько высока температура во время процесса сушки. Необходимо завершить последний шаг - удалить любые маленькие корни, образовавшиеся во время прорастания, - и солодовый ячмень готов к процессу пивоварения. Большинство пивоварен покупают ячмень, уже подвергнутый соложению в соответствии с их спецификациями.

Хмель.

Хмель
Хмель, из которого делают пиво, - это цветок лозы хмеля, который принадлежит к семейству конопли (Cannabaceae). Хмель тесно связан с другим членом семейства конопли, о котором вы, возможно, слышали, - каннабисом или марихуаной, хотя хмель не имеет психоактивных эффектов, связанных с марихуаной.
Хмель содержит кислоты, придающие пиву его горечь, а также масла, придающие пиву его вкус и аромат. Добавление хмеля в пиво также препятствует образованию определенных бактерий, которые могут испортить пиво.
Существует много разных сортов хмеля, каждый из которых придает пиву свой вкус, аромат и степень горечи. В Соединенных Штатах хмель выращивают в основном в штате Вашингтон. Хмель также выращивают в Германии, Южной Англии и Австралии.

Дрожжи
Дрожжи - это одноклеточный микроорганизм, который отвечает за создание алкоголя и углекислого газа, содержащихся в пиве. Есть много разных видов дрожжей, из которых делают пиво; и точно так же, как дрожжи в закваске придают хлебу на закваске его характерный вкус, различные типы пивных дрожжей помогают придать пиву его различные вкусовые качества.
Есть две основные категории пивных дрожжей: элевые дрожжи и лагерные дрожжи. Эльевые дрожжи подвергаются верхнему брожению, то есть поднимаются у поверхности пива во время брожения и обычно предпочитают брожение при температуре около 70 F (21 C). Лагерные дрожжи низового брожения. Они ферментируют медленнее и предпочитают более низкие температуры, около 50 F (10 C).

Пивоварение​

Зерновая мельница.

Маш
Затора это процесс, который преобразует крахмалы в солодовом ячмене в сбраживаемые сахара. На пивоварне Carolina Brewery начинают с измельчения соложеного ячменя между валками, чтобы измельчить ядро.
В процессе прокатки есть прекрасный компромисс: чем больше дробится ядро, тем больше сахара может быть извлечено из зерен; но если оно будет слишком сильно измельчено, оболочка, окружающая ядро, может разрушиться, что приведет к застреванию затора. Если ядро разбито ровно достаточно, тогда, когда затор закончен, вся шелуха образует фильтрующий слой, который улавливает любые твердые частицы из жидкости; но если шелуха сломана слишком сильно, она забивается и не пропускает жидкость - застревание сусла.

Маш-лаутер-чун.

Далее измельченное зерно проходит по подающей трубе в затор-фильтр-чан. В этом изолированном сосуде есть устройство, называемое гидратором, которое распыляет нагретую воду на зерна, когда они входят. Это устраняет любые сухие пятна в заторе - сухие пятна означают потерю сахара. Влажные зерна остаются в заторном чане в течение часа. Поскольку емкость изолирована, температура составляет около 150 F (65 C).
Назначение затора - превратить крахмалы в пивоваренном ячмене в сбраживаемые сахара, которые будут использоваться на следующем этапе процесса пивоварения. Крахмал - это цепочка из множества молекул глюкозы, связанных вместе - эти цепи должны быть разбиты на цепочки из двух или трех молекул глюкозы, прежде чем их можно будет ферментировать. Ранее мы узнали, что солодовый ячмень содержит ферменты, которые могут преобразовывать крахмалы.
В солодовом ячмене есть два разных типа ферментов: альфа-амилаза и бета-амилаза. В альфа - ферменты разбить длинные цепи крахмалов расщепления их пополам. В бета - ферменты разрушают крахмалы, раскалывая их на пару, в то время от концов цепи. Только если эти два фермента работают вместе, преобразование может быть выполнено за разумное время. Однако есть одна загвоздка: альфа-ферменты наиболее активны при температуре от 149 до 153 ° F (от 65 до 67 ° C), а бета-ферменты - при температуре от 126 до 144 ° F (от 52 до 62 ° C). Таким образом, температура и продолжительность затора должны тщательно контролироваться, чтобы получить хорошее преобразование.
Последние шаги, необходимые для завершения затора являются lautering и пропускания. Жидкость сливается из нижней части заторно-фильтрующего чана, а затем рециркулируется в верхнюю часть, так что она фильтруется через шелуху отработанного зерна. Затем зерна дополнительно поливают нагретой водой - процесс, называемый барботированием, - чтобы убедиться, что все сахара удалены.
Затирание - удивительный процесс. Перед началом затирания зерна совсем не сладкие, но жидкость, которая стекает с зерен в конце затора, очень сладкая и липкая. Эта жидкость, которая теперь содержит в основном сбраживаемые сахара, кипит.

Кипящее сусло.

Сусло
Следующий этап пивоварения называется кипячением. По окончании варки у нас будет готовое сусло (произносится как wert).
Для начала жидкость из затора наливается в огромный заварочный чайник. Тот, который используется на пивоварне Carolina Brewery, вмещает более 600 галлонов (2270 л). Это заварочный чайник с паровой рубашкой. Этот чайник имеет двойные стенки с зазором между ними, через который циркулирует пар. Это обеспечивает очень равномерный нагрев, так как нагреваются как дно, так и боковые стороны. Температуру повышают до тех пор, пока жидкость не начнет бурно закипать, и выдерживают при этом в течение 90 минут.
В начале варки добавляют хмель. Они называются кипящим хмелем, и их задача - придать пиву горечь. Кислоты, которые придают пиву горечь, нелегко извлечь из хмеля, поэтому их нужно кипятить до 90 минут. Масла, придающие хмелевой вкус и аромат, очень летучие и быстро испаряются, поэтому кипящий хмель только добавляет пиву горечи - вкус и аромат добавляются позже.

Заваривать чайник.

В зависимости от того, какой сорт пива варится, ближе к концу варки может быть добавлено больше хмеля - это называется финишным хмелем. Как правило, пиво, добавляемое за 15 минут до окончания, придает пиву аромат. Хмель, добавленный за несколько минут до окончания, придает пиву аромат. Масла в хмеле, которые придают пиву характерный запах хмеля, являются наиболее летучими, поэтому этот хмель действительно нужно просто вымачивать в горячем сусле в течение нескольких минут, как чайные листья, чтобы извлечь масла. В некоторые сорта пива, сваренные на пивоварне Carolina Brewery, добавляется хмель в три раза. Чтобы каждая партия пива имела одинаковый вкус, необходимо добавлять одинаковое количество хмеля одного и того же типа в одно и то же время при каждом кипячении.
Дальше мы увидим следующий этап процесса пивоварения.

Разделение твердых тел

Прежде чем сусло может перейти к следующему этапу, все твердые вещества должны быть отделены от жидкости. Сделано это очень аккуратно. Сусло откачивается из котла и возвращается обратно в котел через струйное сопло. Этот поток жидкости вызывает образование водоворота; и если вы когда-нибудь перемешивали чайные листья в чашке, вы знаете, что они перемещаются в центр водоворота. Когда в варочном котле образуется водоворот, весь хмель и другие твердые вещества перемещаются к центру. Затем насос выключают, и в течение следующих 20 минут водоворот постепенно останавливается, и твердые частицы оседают на дно, образуя довольно твердый конус.
Когда сусло сливается, твердые частицы остаются в котле. Затем сусло необходимо охладить до температуры, подходящей для дрожжей. Это делается в теплообменнике жидкость-жидкость. Сусло циркулирует по одному набору трубок, а охлажденная вода - по другому набору. Трубки, через которые проходит горячее сусло, передают тепло трубкам, в которых хранится охлажденная вода.
Охлаждающая вода сначала охлаждается, так что объем воды, необходимый для охлаждения одной всей партии сусла, примерно равен объему сусла. Охлаждающая вода достигает температуры около 170 F (76 C), хранится в изолированном резервуаре и используется для приготовления следующей партии пива. Таким образом экономится как вода, так и тепловая энергия.
Важно быстро охладить сусло, чтобы сразу же добавить дрожжи и начать брожение. Это снижает вероятность заражения бродячими дрожжами, плавающими в воздухе.

Ферментация

Бродильные чаны.

Ферментация - это процесс, с помощью которого дрожжи превращают глюкозу в сусле в этиловый спирт и углекислый газ, придавая пиву как содержание алкоголя, так и его карбонизацию. Чтобы начать процесс брожения, охлажденное сусло переносят в емкость для брожения, в которую уже были добавлены дрожжи. Если производимое пиво представляет собой эль, сусло будет поддерживаться при постоянной температуре 68 F (20 C) в течение примерно двух недель. Если пиво - лагер, температура будет поддерживаться на уровне 48 F (9 C) в течение примерно шести недель. Поскольку при брожении выделяется значительное количество тепла, резервуары необходимо постоянно охлаждать для поддержания нужной температуры.
Эти бродильные чаны вмещают более 2400 галлонов (9085 л), а это значит, что для заполнения одного бака требуется четыре партии сусла. Так как брожение длится не менее двух недель, мощность пивоварни ограничена количеством емкостей.
Когда сусло впервые добавляется к дрожжам, измеряется удельный вес смеси. Позже удельный вес можно измерить снова, чтобы определить, сколько алкоголя в пиве, и узнать, когда остановить брожение.
Ферментер изолирован от воздуха, за исключением длинной узкой вентиляционной трубы, которая позволяет углекислому газу выходить из ферментера. Поскольку через трубу идет постоянный поток СО2, в ферментер не попадает наружный воздух, что снижает опасность заражения бродячими дрожжами.
Когда брожение почти завершится, большая часть дрожжей осядет на дно ферментера. Дно ферментера имеет коническую форму, что позволяет легко улавливать и удалять дрожжи, которые сохраняются и используются в следующей партии пива. Дрожжи можно использовать несколько раз, прежде чем потребуется их замена. Его заменяют, когда оно видоизменяется и дает другой вкус - помните, что коммерческое пивоварение - это все о последовательности.
Пока происходит брожение и когда удельный вес достигает заданного уровня, выпускная трубка для диоксида углерода закрывается. Теперь сосуд опечатан; поэтому по мере продолжения брожения давление возрастает, поскольку продолжает производиться CO2. Именно так пиво получает большую часть своей карбонизации, а остальное будет добавлено вручную позже в процессе. С этого момента пиво будет оставаться под давлением (за исключением непродолжительного времени при розливе).
Когда брожение закончено, пиво охлаждают примерно до 32 F (0 C). Это помогает оставшимся дрожжам осесть на дно ферментера вместе с другими нежелательными белками, которые выходят из раствора при такой более низкой температуре.
Теперь, когда большая часть твердых частиц осела на дно, пиво медленно откачивается из ферментера и фильтруется для удаления всех оставшихся твердых частиц. Из фильтра пиво попадает в другой резервуар, называемый резервуаром для светлого пива. Это его последняя остановка перед розливом в бутылки или кеги. Здесь уровень углекислого газа регулируется путем добавления небольшого количества CO2 в пиво через пористый камень.

Как дрожжи делают алкоголь и углекислый газ
Когда дрожжи впервые попадают в сусло, концентрация глюкозы (C6H12O6) очень высока, поэтому путем диффузии глюкоза попадает в дрожжи (фактически, она продолжает поступать в дрожжи, пока в растворе есть глюкоза). Когда каждая молекула глюкозы попадает в дрожжи, она расщепляется в ходе 10-ступенчатого процесса, называемого гликолизом . Продуктом гликолиза являются два трехуглеродных сахара, называемых пируватами, и некоторое количество АТФ (аденозинтрифосфат), который снабжает дрожжи энергией и позволяет им размножаться. Затем два пирувата превращаются дрожжами в диоксид углерода (CO2) и этанол (CH3CH2OH, алкоголь в пиве).

Розлив в бутылки, кегги и домашнее пивоварение​

Самая важная вещь в процессе розлива в бутылки и кеги - это предохранять пиво от загрязнения бродячими дрожжами и не допускать попадания кислорода в пиво. Это основные факторы, которые могут сократить срок хранения пива.
Способы, которыми пиво переливается в бутылки и кеги, очень похожи; но у розлива в бутылки есть несколько дополнительных шагов, поэтому мы поговорим о розливе.
Линия розлива пива на пивоварне Carolina может наполнять до 100 бутылок пива объемом 12 унций (355 мл) каждую минуту. Чтобы начать процесс, пустые бутылки загружаются на линию розлива, где они сначала промываются раствором хлора, а затем продуваются CO2 для удаления раствора.
Затем бутылки попадают в механизм, похожий на башню, который может одновременно удерживать 12 бутылок. Каждая бутылка облетает турель один раз. Во время движения перед наполнением баллон несколько раз продувается СО2. В бутылках создается давление CO2, поэтому, когда пиво подается в бутылки под давлением, оно не вспенивается слишком сильно. После того, как пиво было добавлено в бутылки, давление медленно сбрасывается до тех пор, пока пиво не достигнет давления окружающей среды. Когда каждая наполненная бутылка покидает турель, ее место занимает пустая.
Затем идет укупорочная машина - но теперь в верхней части бутылки осталось немного воздуха, который необходимо удалить. Для этого бутылку пропускают под очень узкую струю воды под высоким давлением, которая попадает в пиво, в результате чего оно вспенивается и выталкивает воздух из бутылки. Затем накладывается колпачок до того, как воздух снова сможет попасть в бутылку.
После того, как крышка закрыта, внешняя часть бутылки ополаскивается, чтобы удалить пиво, которое могло вспениться во время процесса.
Удивительно, но самая сложная часть процесса розлива - это наклеивание этикетки на бутылку. Заставить этикетку приклеить к бутылке холодного влажного пива - непростая задача.
Этикетки подаются в этикетировочную машину, которая имеет прядильное устройство, которое накатывает клей на этикетки и затем наклеивает их на бутылки, когда они проходят мимо. Если все пойдет хорошо, этикетка будет правильно размещена, гладкая и хорошо приклеенная.
Специальный струйный принтер впрыскивает дату на этикетку, когда она проходит мимо печатающей головки. Дата розлива пива в бутылки, а также срок годности (через три месяца после даты розлива) указаны на этикетке.

Типичный набор оборудования для домашнего пивоварения.

Домашнее пивоварение
Если все это звучит очень сложно, то вам может быть интересно, как людям вообще удается сварить собственное пиво. Но, как вы, возможно, догадались, большая часть сложности процесса пивоварения связана с тем, что коммерческой пивоварне необходимо выпускать пиво, которое год за годом имеет один и тот же вкус.
У большинства домашних пивоваров нет такого требования - не имеет значения, будет ли пиво одинаковым на вкус каждый раз, когда они его делают. Существует так много разных сортов пива, что многие домашние пивовары никогда не делают один и тот же сорт пива дважды.
В магазинах домашнего пивоварения вы можете купить солодовый экстракт, который представляет собой сбраживаемый сахар, извлекаемый из затора. Это избавляет от одного довольно сложного шага (хотя затирание дома вполне возможно).

В базовый комплект оборудования для домашнего пивоварения входят:

• Сосуды для брожения (ведро или стеклянный кувшин для воды)
• Различные шланги для перекачивания пива из одной емкости в другую или для наполнения бутылок
• Шлюзовой так, что диоксид углерода может избежать брожения сосуд , но воздух не может попасть в
• Некоторое чистящее оборудование для мытья ферментеров, бутылок и шлангов
• Плавающий термометр
• Плавающий ареометр
• Укупорка для бутылок
• Воронка

Все эти принадлежности и любые ингредиенты, которые вам нужны, доступны в магазинах домашнего пивоварения, а иногда и упаковываются в виде набора.