Экстракты хмеля

Под экстракцией понимают извлечение от­дельных составляющих из твердого вещества с помощью соответствующих растворителей. В пищевой промышленности чаще всего не ог­раничиваются процессом растворения, а кон­центрируют жидкости путем испарения ра­створителей. Задача растворителя — извлечь вещество из твердого тела, то есть он лишь выполняет роль транспортного средства.

В качестве растворителя при производстве хмелевых экстрактов сегодня используют преимущественно жидкий СО₂ или этанол, которые, по соображением защиты окружаю­щей среды, заменили метиленхлорид, прежде долгое время применявшийся для экстракции. Оба упомянутых растворителя хорошо подхо­дят именно для экстракции хмеля, так как пол­ностью растворяют хмелевые смолы и масла.

Применение других органических раство­рителей весьма проблематично, так как при­готовленные из них экстракты неизбежно со­держат остатки веществ, которые либо счита­ются токсичными, либо не соответствуют представлениям о чистоте в смысле немецко­го «Закона о чистоте пивоварения».

1.2.7.2.1. Экстракция хмеля этанолом

Экстракция хмеля этанолом осуществляется непрерывным способом, при этом обычный товарный хмель направляется в сепараторы тяжелых и металлических примесей и затем перемешивается шнеками с 90%-ным этано-лом. Хмелеспиртовая смесь перекачивается на дробилку мокрого помола и попадает в непре­рывно работающий многоступенчатый проти-воточный экстрактор. В противотоке с хмелем постоянно протекает спирт, который при этом обогащается компонентами хмеля. Почти пол-

ностью выщелоченная хмелевая дробина по­кидает установку и обезвоживается, тогда как спиртовой раствор, так называемая мицелла, содержит все ценные составляющие.

Мицелла, однако, должна быть сгущена в спиртовой экстракт. Это происходит в много­ступенчатой вакуумной испарительной уста­новке со стадией сгущения до высокой кон­центрации. В этой установке экстракт-сырец превращается в концентрированный экст­ракт. На следующей ступени обработки про­исходит дальнейшее снижение содержания спирта и разделение на экстракт смол и экст­ракт, растворенный в горячей воде.

В ходе заключительной стадии процесса в промывочной колонне спирт удаляется без ос­татка с помощью водяного пара. Этот процесс происходит в вакууме (120 мбар), так что об-работка паром может происходить при щадя-щих условиях (температура 60 °С), при этом в экстракте остается больше хмелевого масла и изомеризуется небольшое количество а-кис-лоты.

1.2.7.2.2. Экстракция хмеля жидкой двуокисью углерода

Компоненты хмеля можно перевести в ра­створ с помощью жидкого СО₂. Так как СО₂ при нормальных условиях находится в газо­образном состоянии, его необходимо сжи­жать. Это возможно:

■ при нормальном давлении только путем
сильного охлаждения или

■ при нормальной температуре путем суще­
ственного повышения давления.

Экстракцию хмеля жидким СО₂ проводят при температуре около 20 °С и давлении около 70 бар. При этом в экстракционной емкости жидкий СО₂ обогащается компонентами хме­ля. Во второй емкости СО₂ испаряется, и ос­тается нелетучий хмелевой экстракт.

Испарившийся СО₂ посредством подведе­ния механической энергии снова сжимается и сжижается, а затем опять вводится в процесс.

На 1 кг хмеля требуется около 20 кг жидко­го СО₂. Расход энергии при этом методе не­сколько больше, и поэтому сам метод стано­вится дороже. Поскольку продукт при исполь­зовании данного метода получается очень чистым, то около трети сбора урожая хмеля

перерабатывается в экстракт именно этим ме­тодом.

1.2.7.2.3. Экстракция хмеля

сверхкритическим СО₂

Принципиально существуют два состояния СО₂, при которых возможна экстракция. Критическое давление для СО₂ составляет 73 бара, критическая температура — З1°С. Выше этого давления и ниже этой темпера­туры СО₂ находится в жидком состоянии, но его растворяющие свойства очень огра­ничены.

За пределами критических точек говорят о сверхкритическом или жидком (флюидном) СО₂. Для нас растворяющие свойства сверх­критического СО₂ играют важную роль, на­чиная со 120 бар.

Во всем мире в настоящее время исполь­зуют экстракцию хмеля сверхкритичес­ким СО₂ при давлении 150-300 бар и тем­пературах 32-100 °С.

Экстракция хмеля сверхкритическим СО₂ представлена на рис. 1.14.

Экстрагируемый хмель в виде гранул по­дается в экстракционную емкость (1), давле­ние в которой поднимается до экстракционно­го давления. Жидкий СО₂ при давлении 60-70 бар отбирается из рабочего танка (2) и сжимается до экстракционного давления (3). В теплообменнике (4) устанавливается тем­пература экстракции, и сверхкритический СО₂ прокачивается через экстракционную ем­кость. При этом горькие и ароматические ве­щества растворяются в СО₂. Далее обогащен­ный СО₂ попадает в резервуар-сепаратор (5). Предварительно давление в расширительном клапане (б) понижается до 60-80 бар и СО₂ испаряется в теплообменнике (7), но при этом СО₂ теряет свойство растворителя, и экстракт осаждается (5). Газообразный СО₂ сжижает­ся в конденсаторе (8) и снова попадает в цир­куляционный контур экстракции.

Весь процесс экстракции осуществляется порциями; большинство экстракционных ус­тановок снабжено несколькими экстрактора­ми. При экстракции под высоким давлением можно изменять растворяющую способность СО₂ путем варьирования температуры и дав­ления. При этом процессы окисления, приво­дящие к загрязнению окружающей среды, ис-

Рис. 1.14. Экстракция хмеля сверхкритическим С0₂:

1 — экстракционная емкость; 2 — рабочий танк; 3 — сжатие; 4 — теплообменник; 5 — резервуар-сепаратор; 6 — расшири­тельный клапан; 7— теплообменник; 8— конденсатор

ключаются, и ароматические компоненты из­влекаются полностью.

Полученный с помощью СО₂ экстракт хмеля в настоящее время находит широкое применение.

1.2.7.2.4. Порошкообразный
экстракт хмеля

Под ним понимают экстракт хмеля, нанесен­ный на силикагель. Чтобы порошок приобрел сыпучесть, для него требуется как минимум 30-40% силикагеля. Вместо последнего мож­но использовать хмелевой порошок или гра­нулированный хмель, но в этом случае содер­жание порошка или гранул должно быть боль­ше, так как они не могут воспринять так много экстракта, как силикагель, и порошок иначе стал бы клейким и потерял бы свойства сыпу­чести.

1.2.7.2.5. Изомеризованный
экстракт хмеля

Экстракт хмеля можно изомеризовать. Благо­даря уже проведенной изомеризации изомери-зованный экстракт хмеля можно вносить на различных ступенях пивоваренного производ-ства. Это позволяет увеличить степень ис-пользования горьких веществ хмеля до 95%,

© 70________________________________

тогда как при применении натурального хме­ля или гранул может использоваться только 25-30%, поскольку в процессе варки проме­жуточные продукты осаждаются.

Для хранения и транспортировки изоме-ризованного хмелевого экстракта требуются относительно небольшие расходы; он может храниться в закрытом виде два года без поте­ри качества. После разведения его легко дози­ровать, обеспечивая точную дозировку содер­жания горьких веществ в пиве. Если изомери-зованный хмелевой экстракт комбинировать с другими хмелепродуктами, то его содержа-ние должно составлять 30-40%.

Примечание: в Германии применение изо-меризованных экстрактов не разрешено.

Производство изомеризованного экстракта хмеля

Изомеризованный экстракт хмеля получают из СО₂-экстракта (рис. 1.14а).

Экстракт нагревается и эмульгируется де­аэрированной водой (1). Эта эмульсия снова нагревается (2) и изомеризуется благодаря

введению щелочного катализатора (3). Про­цесс изомеризации должен контролировать­ся. После изомеризации от основного продук­та отделяют хмелевые воски и нехарактерные мягкие смолы (4), не представляющие инте­реса для дальнейшей переработки. Раствор охлаждают (5) и в нем устанавливают значе­ние рН в размере от 7 до 8. При этом осажда­ются и отделяются β-кислоты (6). Благодаря дальнейшему сдвигу рН в направлении значе­ний от 5 до 6 в сепараторе отделяются неизо-меризованные а-кислоты (7).

Свободные изо-а-кислоты осаждают путем радикального снижения значения рН до 2 (9) и в этом виде их хранят до окончательной расфа­совки. Лишь перед самой поставкой на пиво­варенные предприятия изо-а-кислоты перево­дят в форму калийной соли (3) и разводят дис­тиллированной водой до товарной концентра­ции, после чего разливают в тару (10).

1.2.7.2.6. Тетрагидроизоэкстракт

В этом экстракте, как и в восстановленном изо-экстракте, а-кислота СО₂-экстракта пол-

Рис. 1.14а. Производство изомеризованного экстракта хмеля:

1 — деаэрированная вода; 2— пар; 3— добавление карбоната калия; 4— отделение мягких смол; 5— охлаждение; 6— отделение β-кислот; 7 — отделение неизомеризованных а-кислот; 8— добавление кислоты; 9— выпадение сво­бодного изогумулона; 10— стандартный изомеризованный экстракт (20/30%) и розлив изомеризованного экстракта

ностью изомеризована и восстановлена. При­менение этого экстракта дает следующие пре­имущества:

не возникает «засвеченного» вкуса (см. раздел 4.6.3); благодаря этому не происхо­дит ухудшения вкуса пива из-за действия света даже при розливе пива в бесцветные пивные бутылки;

заметно улучшается пеностойкость пива, изготовленного с использованием этого экстракта;

экстракт очень прост в применении и благодаря эффективному использованию горьких веществ является очень выгод­ным продуктом, несмотря на то что произ­водство этого продукта довольно сложное и он не дешев.

Тетрагидроизоэкстракт дает смягченную горечь, а гексагидроизоэкстракт заметно улучшает пенообразование.

Вода

В производстве пива наибольшей по своей массе составной частью сырья является вода, причем только часть воды идет непосред­ственно в пиво; другая часть расходуется на мойку, ополаскивание и т. п.

Получение и подготовка воды в пивоваре­нии имеет особое значение, так как качество воды существенно влияет на качество произ­водимого пива.

________________________________ 21

Дата добавления: 2015-07-10