ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ АЭРАЦИИ НА КИНЕТИКУ СБРАЖИРОВАНИЯ И ТЕПЛОЕМКОСТИ ПИВНОГО СУСЛА И ВОДЫ

Курбонов М.Ф., Сафаров М.М., Курбонов Ф.Б.

Технологический университет Таджикистана, Душанбе, Таджикистан

Филиал Национального исследовательского университета «МЭИ» в г.Душанбе, Таджикистан

mahmad1@list.ru

Хорошо известно, что биологические системы и пищевых продукты обладают свойствами саморегуляции, то есть способностью перестраивается в зависимости от внешних воздействий, так чтобы сохранился оптимальный уровень их функционирования.

Существуют различные способы регуляции жизнедеятельности клетки, которые можно условно отнести к генетическому, биохимическому и физиологическому уровням регуляции. В пределах каждого из них дейст-вуют механизмы в основе которых лежит последовательность конкретных метаболических процессов. Понять динамические свойства этих регуля-торных механизмов можно лишь на основе общесистемного подхода, рассматривающего поведения каждого из элементов сложной системы как результат его взаимодействия с остальными с остальными элементами.

Одним из наиболее развитых подходов для решения этой проблемы в современной биофизике, термодинамике и теплофизике является математи-ческое моделирование. В соответствующих кинетических моделях отражена динамика изменения концентрацией различных составных элементов биологической системы, которая определяется скоростями отдельных элементарных реакций.

В условиях жесткой рыночной конкуренции проблема качества пива приобрела у пивоваров первостепенное значение. И особенно для предприятий малой мощности. Если крупные заводы ориентированы на выпуск в большие количествах пива широкого потребления, то минизаводы – на пиво элитных дорогих сортов. Поэтому вопросы качества продукции приобретают здесь главенствующую роль.

Качество пива зависит от многих факторов, важнейшим из которых является присутствие в нем кислорода. В настоящее время однозначного ответа о влиянии кислорода во время приготовления пивного сусла нет. Что касается брожения, то аэрация нужна, чтобы обеспечить успешное развитие дрожжей, а также хороший ход брожения. Несмотря на множество исследований, много вопросов остается невыясненными. Причем, все исследования выполненные либо в лаборатории, либо в крупномасштабных условиях производства. Данных относительно малых предприятий нет, а существуют определенные отличия между ними.

Во – первых, на минипивоваренных заводах (МПЗ) не используют ферментные препараты, они не имеют отделений чистой культуры и семенных дрожжей. Важным обстоятельством является отсутствие гидроста-тического давления на клетки ввиду незначительной, по сравнению с крупными предприятиями, высоты бродильных емкостей.

Во – вторых, отсутствуют попытки математического описания биоло-гических процессов, протекающих в бродильных аппаратах, что затрудняет глубоко вникнуть в суть этих процессов, а также поиск общих математических моделей технологии производств пива.

Перечисленные выше факторы позволяют считать тему данной работы актуальной представляющей интерес как для практики, так и для науки.

В данной статье рассматривается физическая постановка задачи и математическая модель метода, которые позволяют определить и выборе оптимальных режимовых параметров метода измерения теплофизических свойств сусла и в частности их теплоемкости.

Перед тем, как составлять математическую модель процесса измерения, необходимо сформулировать основные допущения:

1) Геометрические размеры образца в радиальном направлении столь велики, что его можно считать бесконечным;

2) Потенциал (выходной сигнал) датчика связан с влагосодержанием линейной зависимостью;

3) Эксперимент проводится при постоянной давлении.

Такую подход составление математической модели представлены для измерения коэффициента диффузии в работе [1].

Авторы работы [2] исследования влияние условий аэрации на кинетику сбраживания пивного сусла. Объекты исследования которые исследование в работе [2] имеет следующее характеристики. Объектами исследования являлось солод 1 класса, пивное сусло, пиво, а также пивные дрожжи штамма RH, которые обладают высокими технологи-ческими характеристиками. Норма внесения дрожжевых клеток состав-ляла 15 и 25 млн. клеток/мл (3% мертвых). Начальная экстрактивность сусла составляла 11,8%. Брожение проводилась в течение 7 суток, в производственных условиях при температурах t = 11, 16 и 20^оС [2] . Брожение осуществлялось без аэрации и с аэрацией сусла и семенных дрожжей в производственных условиях.

Автором [2] установлено, что при брожении сусла без аэрации и с предварительной его аэрацией, с предварительной аэрацией дрожжей наилучшие кинетические показатели у последнего варианта. Можно отметить, что на результаты кинетики физико – химический, биологи-ческий также влияет термодинамические (С_Р, ρ, разности теплоемкостей, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса, энергии Гельмгольца), рН, жёсткость питательной воды, которые изготавливается пива. Конечно свойства воды, т.е.родниковые и речные, морские отличаются друг от друга. Даже свойства воды река Кафарнигана, Вахша Пянджа и др. (Таджикистан). Для варки пиво нами было использована (воды из реки Кафарнигана),которые отличаются от речной воды городов Санкт-Петербурга, Москвы и другие. Поэтому мы перед собой ставили задачи экспериментально определить теплофизические и термодинамические свойства воды реки Кофарнигана с учетом изменения выше перечис-ленных свойств. На качество пиво также влияет выше перечисленные свойства.

Литература

1.Мочалин С.Н., Пономарев С.В. К вопросу о выборе оптимальных режимных параметров метода измерения коэффициента диффузии влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах./С.Н.Мочалин, С.В. Пономарев. Труды международного научно-технического семинара. Акту-альные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов. К 100-летию А.В.Лыкова. 11-13 мая 2010. г.Воронеж. С.63-67.

2.Тамазян Г.А. Влияние условий аэрации на кинетику сбраживания пив-ного сусла и качество пива в минизаводах. /Гарик Ашотович Тамазян. Автореферат дис…. к.т.н., Санкт-Петербург, 2010, 15 с.