Технология, уборки, послеуборочной, обработки, и хранения, хмеля
Сейчас насаждения хмеля на Украине занимает около 9 тыс. Га. Больше развито хмелеводство в Житомирской области, где размещено более 70% площадей хмельников страны.
Качество шишек хмеля зависит от сортовых особенностей, условий выращивания, сроков уборки, послеуборочной обработки и хранения. Собирают их в состоянии технической спелости. В это время они плотные, золотисто-зеленые или ярко-желто-зеленые, имеют хмельной запах и содержат наибольшее количество альфа-кислот. Их влажность 70 — 80%. Обычно шишки созревают в третьей декаде августа, период их сбора длится не более 10 — 15 дней. Запаздывание с уборкой приводит к снижению качества хмеля (ухудшаются цвет, запах шишек, они теряют устойчивость, в результате чего из них высыпаются лупулин зерна, в которых и содержатся альфа-кислоты и другие ценные вещества). При досрочном сборе хмеля теряются горькие вещества (альфа-кислоты), а цвет шишек не соответствует требованиям базовых кондиций.
В соответствии с действующими стандартами и условий оплаты труда при сборе шишки по цвету делятся на две категории и не смешивают их.
Традиционно шишки хмеля собирают вручную (в наше время так собирают хмель в небольших хозяйствах). В специализированных хозяйствах для этого используют машины ЛЧХ-2, КК-4л и ХМП-1,6, благодаря чему значительно сокращаются затраты труда и сроки уборочных работ. В период, когда шишки приобретают бурый цвет и пересыхают, собирать их машинами нецелесообразно, поскольку это приводит к значительным потерям урожая (18 — 20%) и снижение качества продукции.
Свежесобранные шишки даже при краткосрочном хранении самозигриваються, вследствие чего в них окисляются наиболее ценные вещества. Чтобы предотвратить порчу шишек, их немедленно после сбора подвергают специальной обработке: активно вентилируют до сушки; сушат; дают отлежаться (кондиционирование за влажностью); сульфитируют; плотно прессуют; пакуют.
Вентилирования хмеля заключается в том, что сразу после поступления с плантации его выгружают в специальные камеры с сетчатой ??основой слоем 1,0 — 1,5 м и непрерывно продувают атмосферным воздухом. Для этого в каждой сушилке оборудуют камеры вентилирования по количеству сушильных камер. Даже в однокамерные сушилке их должно быть не менее двух, чтобы не смещался разный по качеству хмель.
Каждая камера имеет сетчатую основу площадью не менее 25 — 30 м2. Стенки делают из легких материалов (доски, фанера и т.д.). Во сетчатую основу с помощью вентилятора, устанавливаемого вне камеры, подают воздух.
Благодаря вентилированию хорошо сохраняется качество свежесобранных шишек перед сушкой, производительность сушилок повышается на 20 — 30%, почти в 10 раз сокращаются потребность в производственных площадях для размещения хмеля и на 20 — 25% расхода топлива и количество обслуживающего персонала. Экспозиция вентилирования 12 — 14 ч.
Сушка — самый технологический процесс первичной обработки шишек. Правильно высушенные шишки остаются целыми, сохраняют естественный цвет, блеск, аромат, липкость и содержание лупулина.
Хмелесушилки различных систем и конструкций отличаются друг от друга преимущественно по количеству этажей, размеру и количеству сушильных камер, складских помещений, количеством ярусов сушильных сит, способами загрузки и разгрузки хмеля, типом активного вентилирования и генератором тепла. Производительность хмелесушарок, в зависимости от указанных показателей, колеблется от 500 до 2000 кг и более сухого хмеля в сутки.
После вентилирования шишки поднимают на верхний этаж сушилки и загружают в верхнее сито сушильной камеры слоем толщиной 12 — 14 см. На этих ситах хмель находится 40 — 100 мин, в зависимости от исходной (начальной) влажности и условий сушки. В нужный момент ситовые рамки переводят из горизонтального положения в вертикальное и шишки пересыпаются на сито низшего яруса.
Время пребывания шишек на ситах разных ярусов определяется готовностью их к выгрузке из нижнего ящика: если в отобранной пробе черешки шишек не гнутся, а ломаются, сушку считают законченной.
Сушки шишек одной партии при естественной тяге теплоносителя продолжается 6-8 ч. До последнего времени для сушки хмеля рекомендовалось применять теплоноситель температурой 45 ° С. Как показалиnдослидження Института хмелеводства, при повышении температуры агента сушки с 45 до 65 ° С продолжительность процесса сокращается вдвое. При такой температуре хотя и наблюдалось незначительное снижение содержания в шишках горьких веществ и эфирных масел, однако оно существенно не влияло на пивоварне свойства сырья. Высушенные при 60 — 65 ° С шишки по запаху, цвету и состоянию лупулинових желез были отнесены к первому сорту.
Большинство имеющихся в хмелеводческих хозяйствах сушилок работают на естественной тяге с очень малой скоростью движения теплоносителя (0,1 — 0,15 м / с). Применение принудительной циркуляции теплоносителя позволяет значительно повысить производительность хмелесушарок. Но поскольку сухие шишки хмеля очень легкие, скорость теплоносителя должна быть не более 0,6 м / с. Принудительной циркуляции агента сушки в хмелесушилки достигают с помощью системы нагнетательной или вытяжной вентиляции. Воздух, нагретый с помощью калориферов, поступает в сушильную камеру под верхним слоем сырого хмеля. Температура контролируется дистанционными термометрами.
Сразу после сушки шишки хмеля очень хрупкие, при их перемещении легко отламываются чешуйки и теряется лупулин. Поэтому выгружены из сушильной камеры шишки подвергают отлеживания, в процессе которого они впитывают влагу из окружающего воздуха. Происходит кондиционирования шишек за влажностью, в результате которого они становятся более плотными и эластичными. Для отлеживания высушенные шишки осторожно выгружают из нижнего яруса сит и размещают в складском помещении. Время отлеживания зависит преимущественно от относительной влажности воздуха и колеблется от 5 до 20 дней. Для регулирования процесса отлеживания сухого хмеля и сокращения периода кондиционирования Институт хмелеводства рекомендует способ увлажнения. При этом сухие шишки увлажняются влажной свежесобранных хмеля, которая выделяется при его вентилировании. Происходит это так. Высушенный хмель с нижнего сетчатого конвейера пересыпается на ленточный конвейер камеры увлажнения в полной выгрузки его из сушильной камеры. Сухой хмель размещается по всей площади конвейера равномерным слоем 10 — 12 см толщиной.
Камера увлажнения — это пространство над камерой активного вентилирования свежесобранных хмеля. Сухой хмель здесь увлажняется воздухом, прошедшего сквозь слой свежесобранных хмеля и имеет повышенную влажность. Хмель считается увлажненным при содержании влаги в шишках 13%.
Применение такого способа кондиционирования позволяет сократить длительность процесса до 10 — 15 мин, сохранить ценные компоненты шишек, создать условия для непрерывности процесса. Такая технология не зависит от погодных условий. При ее применении увеличивается выход товарного хмеля, значительно уменьшается потребность в производственных площадях.
В хозяйствах с небольшим объемом производства после конди-ния хмель-сырец упаковывают в мешки размером 1 х 2 м и массой не более 60 кг, которые зашивают и отправляют на хмелефабрикы.
В специализированных хмелегосподарствах высококачественная обработка свежесобранных шишек с максимальной механизацией технологических процессов проводится в конвейерных сушилках ПХБ-750К. Одна сушилка обслуживает 40 — 60 га хмельников и работает в комплексе с машинами КК-4л.
Для более длительного хранения ценных веществ хмеля, в частности альфа-кислот, улучшения товарного вида хмель подвергают сульфитации — обработке сернистым газом SO2. Ее осуществляют в специализированных хозяйствах и на хмелефабриках с таким расчетом, чтобы содержание сернистого газа в шишках после сульфитации составлял 0,3 -0,5% и не превышал 0,5% на абсолютно сухое вещество шишек. При чрезмерной сульфитации ухудшается аромат шишек и они приобретают несвойственного им цвета.
Сульфитацию проводят в кирпичной хмелесиркувальний камере, в нижней части которой размещена топка, где на металлических противнях сжигают серу. На высоте 3 м от топки камера перекрыта металлической сеткой, на которой размещено хмель слоем 1,0 — 1,5 м. В верхней части камеры установлен вытяжной дымоход. Хмель загружают через люк в потолке камеры. После этого двери и люк камеры герметически закрывают. Сернистый газ проходит через слой хмеля и выходит через камин наружу.
Рис. 33. Принципиальная схема установки для послеуборочной обработки шишек хмеля:
1 — камера вентилирования свежесобранных хмеля; 2 — калориферы; 3 — сушильная
камера; 4 — сетчатый элеватор; 5 — поворотные сита; 6 — сетчатый элеватор
для кондиционирования шишек; 7- сульфитацийна камера
Экспозиция сиркування 4 — 6:00. На 1 ц сухого хмеля нужно 0,8 — 1,2 кг серы. После окончания процесса открывают двери камеры, проветривают ее и выгружают хмель. Принципиальную схему установки для послеуборочной обработки шишек хмеля приведены на рис. 33.
В Институте хмелеводства УААН разработан новый способ сульфитации хмеля. Хмель с допустимой влажностью (11-13%) загружают в камеру, которую герметично закрывают. Сернистый ангидрид из баллона, расположенного снаружи камеры, подается сверху слоя хмеля и равномерно распределяется по площади камеры. При этом образуется интенсивный, равномерный и непрерывный поток газа нужной концентрации, который проходит через всю массу обрабатываемого материала. Это движение создается с помощью вентилятора и системы рециркуляции. Необходимая степень насыщенности хмеля газом достигается многократным прохождением SO2 через его слой. После окончания процесса неиспользованный газ вентилятором перекачивается в соседнюю камеру, в которую уже загружены хмель и дополнительно добавляется необходимое количество SO2 для повторения цикла.
В Институте хмелеводства УААН создана установка непрерывного действия для сульфитации хмеля. Работает она так: хмель подается в загрузочного бункера, а оттуда через шлюзовой затвор попадает на элеватор, который передвигает хмель в выгрузного бункера. Слой хмеля регулируется розривнювачем. Вентилятор через нижний газораспределительный устройство подает смесь газа с воздухом (из баллона) в камеру сульфитации, а через верхний газораспределительный устройство отсасывается. Элеватор скребками сворачивает хмель, что высыпался из перегородки, и возвращает к общей его массы. Степень сульфитации хмеля регулируется изменением скорости движения элеватора и количеством SO2, подаваемого на рециркуляционный контур.
Для уменьшения объема хмеля, придания ему большей транспортабельности и для лучшего его хранения высушенные и сульфитированные шишки прессуют механическими или гидравлическими прессами в тюки цилиндрической формы массой 125 кг и упаковывают в двойной мешок. Для обшивки спрессованного хмеля лучше использовать висогиг-роскопичну джутово-кенафные мешковину.
Перед прессованием и упаковкой обязательно контролируют влажность сырья, которая должна быть не более 13%.
Хранят в сухих, затемненных, хорошо вентилируемых помещениях. Наиболее благоприятной для этого есть 0 — 3 ° С.
При оптимальных условиях шишки хмеля в мешках могут храниться не более года. Повышение температуры воздуха в хранилище до 12 ° С значительно сокращает этот срок. Если хмель надо хранить дольше, его закладывают в металлические герметичные цилиндры, из которых отсасывают воздух, а в них нагнетают углекислый газ. Мешки с хмелем хранят на деревянных стеллажах.
В складском помещении хмель разделяют по сортам. К каждой партии прикрепляют этикетку с указанием даты поступления, товарного сорта, содержания горьких веществ, начальной влажности. При хранении контролируют температуру и относительную влажность воздуха, а также температуру хмеля внутри мешков.
В последние годы в Институте хмелеводства УААН разработана технология консервирования несушеные хмеля, использование которого в пивоварении дает возможность получать пиво высокого качества. В несушеные году хмели сохраняются все полезные вещества в лучшем состоянии, но хранится он очень плохо из-за обилия влаги, высокой активностью окислительных ферментов и др.
Новый способ консервирования несушеные хмеля заключается в том, что его обрабатывают сернистым ангидридом. При применении этого способа не проводят сушки, сульфитацию и прессования. Хмель любого ботанического сорта, поступающего с плантации, сразу загружается в сульфитацийну установку. Запасы хмеля для непрерывной работы установки можно хранить в камерах активного вентилирования и брать оттуда по мере необходимости. Хмель обрабатывают сернистым ангидридом в концентрации 0,5 — 1,5% в зависимости от его цвета. Для этого его размещают слоем 0,4 — 0,5 м по всей площади сетчатого конвейера, на котором он перемещается от загрузочного к выходному люку и на всем пути движения обрабатывается SO2, циркулирующей через массу хмеля. Скорость конвейера должна быть такой, чтобы на выходе из установки хмель был нужную концентрацию сернистого ангидрида. Продолжительность обработки 30 — 40 мин, производительность зависит от слоя хмеля и концентрации SO2 в газосумиши, расхода газа 8 — 10 кг на 1 т хмеля.
После обработки в сульфитацийний установке шишки хмеля самотеком попадают на измельчитель, где измельчаются до размера частиц менее 1 мм. С измельчителя хмель попадает в накопительный бункер, откуда его дозируют по массе в упаковочную тару. Материал, в который упаковывают хмель, должен быть химически стойким, пригодным для пищевых продуктов. Этим требованиям соответствуют стекло, пищевые полимерные материалы, как жесткие так и пленочные.