Водоподготовка для пивоварения

Вода для пивоварения

В производстве пива вода является важнейшим сырьем и технологическим продуктом и становится одним из важнейших факторов его себестоимости. Она используется в целом ряде процессов, и ее расход составляет 8–15 л на 1 л пива, причем непосредственно на технологические нужды 1,5–2,5 л.

Требования к воде для пивоварения

Вода для пивоварения должна обладать качествами питьевой воды в соответствии с действующими нормативами по питьевой воде, то есть удовлетворять всем органолептическим, физико-химическим, микробиологическим и химическим требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Кроме того, она должна соответствовать ряду специфических для пивоваренной промышленности технологических требований, соблюдения которых оказывает положительное влияние на процесс приготовления пива.

Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду. Для темного пива жесткость воды может быть выше. В жесткой воде хмель дает более грубую горечь, цвет сусла получается более темным. К тому же вода, употребляемая для пивоварения, должна иметь слабокислую или нейтральную реакцию. Щелочная вода для пивоварения непригодна.

Катионы и анионы воды оказывают влияние на рН затора, сусла и пива, что сказывается на протекании ферментативных процессов при его производстве. Они влияют на ход брожения и, в конечном счете, на вкус и стойкость пива. В отличие от производства безалкогольной продукции, при варке пива необходимо наличие солей жесткости в воде. Однако если присутствие кальция желательно, то соли магния придают пиву горечь. Высокое содержание натрия также нежелательно, поскольку придает кисло-соленый вкус. Железо сильно огрубляет вкус и его удаление обязательно. Избыток хлоридов замедляет процессы производства пива, а избыток сульфатов придает горький и сухой вкус. Очень большое значение играет щелочность воды. Она должна находиться в пределах 0,5–1,5 мг-экв/л и быть меньше концентрации солей кальция, например, у воды для производства Пльзенского светлого щелочность 0,7 мг-экв/л.

В качестве эталонного состава воды для производства пива принято считать воду Пльзенского типа. Именно на ее основе были разработаны «Требования к воде для производства пива ТИ-10-5031536-73-10».

Требования к качеству воды представлены в таблице 1.

Требования к воде по ТИ-10-5031536-73-10 для производства пива
Показатель	Значение
рН	6 - 6,5
Cl-, мг/л	100 - 150
SO42-,мг/л	100 - 150
Mg2+, мг/л	Следы
Са2+, мг/л	40-80
Щелочность,мг-экв/л	0,5-1,5
Сухой остаток, мг/л	500
Нитриты, мг/л	0
Нитраты, мг/л	10
Алюминий, мг/л	0,5
Медь, мг/л	0,5
Силикаты, мг/л	2,0
Железо, мг/л	0,1
Марганец, мг/л	0,1
Окисляемость, мгО2/л	2,0
Жесткость, мг-экв/л	не более 4
Мутность, мг/л	1,0
Цветность, град.	10

Для того чтобы обеспечить одинаковое качество и вкусовые характеристики пива, производимого в различных местах и странах, необходимо обеспечить не только идентичные условия его производства, но и идентичное качество солода, хмеля и, конечно, состав воды.

Способы подготовки воды

Зачастую качество воды нуждается в улучшении. При этом следует определиться с тем, что именно требует улучшения или изменения - цель определяет способ водоподготовки. В связи с этим различают следующие способы водоподготовки:

удаление растворенных в воде веществ;
уменьшение солесодержания;
удаление микроорганизмов;

Удаление растворенных в воде веществ

Прежде всего речь идет о растворенных в воде солях железа и марганца. Удаление из воды железа и марганца осуществляется путем ее предварительного аэрирования в форме дождевания, разбрызгивания, распыления или других видов аэрации. Таким образом, соли окисляются и переводятся в нерастворимую форму, а затем удаляются на сорбционных фильтрах, заполненных каталитической загрузкой.

Обессоливание

Поскольку современные методы очистки воды не способны выборочно удалять ионы элементов одного ряда, например, удалять магний, согласно требованиям ТИ-10-5031536-73-10, не извлекая кальций, то единственным реальным путем удовлетворения указанных выше требований на станции водоподготовки является полное или частичное обессоливание воды с последующей корректировкой ее состава до необходимого уровня.

Обессоливание можно осуществлять ионным обменом и обратным осмосом. В пивоварении нашли применение оба этих способа водоподготовки.

Для водопроводной воды, полученной из поверхностных источников, вполне достаточно частичное обессоливание с использованием только Н-катионирования. В последствии смешивают катионированную воду с исходной в таком соотношении, чтобы щелочность на выходе соответствовала требованиям ТУ и была в пределах 0,5–1,5 мг-экв/л. При Н-катионировании происходит удаление всех катионов, раствор подкисляется, и карбонат-ионы переходят в форму свободной углекислоты. Последняя может быть удалена в декарбонизаторе или при свободном изливе подкисленной воды в буферную емкость. Небольшая остаточная жесткость может также создаваться путем добавления водорастворимых солей кальция, например, хлористого кальцияCaCl2.

Недостатки Н-катионирования состоят в использовании соляной кислоты и в образовании сильнокислых сточных вод, которые необходимо нейтрализовать.

Метод Na-катионирования обычно не применяют из-за нежелательности присутствия повышенного содержания натрия.

Полное обессоливание на катионите в Н-форме и анионите в ОН-форме, несмотря на описанные выше недостатки, может быть оправдано при высокой жесткости и содержании сульфатов в воде. Высокое солесодержание характерно для артезианской воды из подземных источников.

Во многих случаях, при высоком солесодержании предпочтительнее использование для обессоливания метода обратного осмоса с последующей корректировкой состава. Станции водоподготовки такого типа получают все большее распространение в пивоварении. Полное обессоливание воды нежелательно из-за соображений, связанных с неблагоприятным воздействием на здоровье человека. Ионы кальция необходимы для осаждения оксалатов пивоваренной воды и нормального прироста биомассы дрожжей. Кроме того, различные соли участвуют в округлении вкуса пива.

Обеззараживание воды

Применяемая в пивоварении вода должна соответствовать нормативам, действующим для питьевой воды. Чтобы довести воду до безупречного состояния и иметь возможность хранить ее, можно применить: