24. Технологія збирання, післязбиральна обробка та зберігання хмелю

Жіночі суцвіття хмелю, які називаються шишками або сережка­ми, є основним компонентом у виробництві пива. Вони містять ре­човини, які надають пиву специфічної приємної гіркоти й аромату, а також підвищують його біологічну стійкість. Такими речовинами є так звані альфа- і бета-кислоти. Використовують шишки також у фармацевтичній промисловості для виробництва деяких лікуваль­них засобів.

Нині насадження хмелю на Україні займає близько 9 тис. га. Найбільше розвинене хмелярство в Житомирській області, де роз­міщено більше 70 % площ хмільників країни.

Якість шишок хмелю залежить від його сортових особливостей, умов вирощування, строків збирання, післязбиральної обробки та зберігання. Збирають їх у стані технічної стиглості. В цей час вони щільні, золотисто-зелені або яскраво-жовто-зелені, мають хмелевий запах і містять найбільшу кількість альфа-кислот. Їх вологість 70 — 80 %. Зазвичай шишки достигають у третій декаді серпня, період їх збирання триває не більше 10 — 15 днів. Запізнення із збиранням призводить до зниження якості хмелю (погіршуються колір, запах шишок, вони втрачають стійкість, внаслідок чого з них висипаються лупулінові зерна, в яких і містяться альфа-кислоти та інші цінні речовини). При достроковому збиранні хмелю втрачаються гіркі ре­човини (альфа-кислоти), а колір шишок не відповідає вимогам ба­зових кондицій.

Відповідно до чинних стандартів і умов оплати праці під час збирання шишки за кольором поділяють на дві категорії і не змі­шують їх.

Традиційно шишки хмелю збирають вручну (у наш час так збира­ють хміль у невеликих господарствах). У спеціалізованих господарст­вах для цього використовують машини ЛЧХ-2, ЧХ-4Л та ХМП-1,6, завдяки чому значно скорочуються затрати праці і строки збираль­них робіт. У період, коли шишки набувають бурого кольору і переси­хають, збирати їх машинами недоцільно, оскільки це призводить до значних втрат врожаю (18 — 20 %) і зниження якості продукції.

Свіжозібрані шишки навіть при короткотерміновому зберіганні самозігріваються, внаслідок чого в них окислюються найбільш цінні речовини. Щоб запобігти псуванню шишок, їх негайно після збирання піддають спеціальній обробці: активно вентилюють до сушін­ня; сушать; дають відлежатися (кондиціювання за вологістю); суль­фітують; щільно пресують; пакують.

Вентилювання хмелю полягає в тому, що зразу після надхо­дження з плантації його вивантажують у спеціальні камери з сітча­стою основою шаром 1,0 — 1,5 м і безперервно продувають атмосфер­ним повітрям. Для цього в кожній сушарці обладнують камери вен­тилювання за кількістю сушильних камер. Навіть в однокамерній сушарці їх має бути не менше двох, щоб не зміщувався різний за якістю хміль.

Кожна камера має сітчасту основу площею не менше 25 - 30 м2. Стінки роблять з легких матеріалів (дошки, фанера тощо). Під сіт­часту основу за допомогою вентилятора, що встановлюється за ме­жами камери, подають повітря.

Завдяки вентилюванню добре зберігається якість свіжозібраних шишок перед сушінням, продуктивність сушарок підвищується на 20 — 30 %, майже в 10 разів скорочуються потреба у виробничих площах для розміщення хмелю і на 20 — 25 % витрати палива та кількість обслуговуючого персоналу. Експозиція вентилювання 12 - 14 год.

Сушіння — найвідповідальніший технологічний процес пер­винної обробки шишок. Правильно висушені шишки залишаються цілими, зберігають природний колір, блиск, аромат, липкість та вміст лупуліну.

Хмелесушарки різних систем і конструкцій відрізняються одна від одної переважно за кількістю поверхів, розміром і кількістю су­шильних камер, складських приміщень, кількістю ярусів сушиль­них сит, способами завантаження і розвантаження хмелю, типом активного вентилювання та генератором тепла. Продуктивність хмелесушарок, залежно від зазначених показників, коливається від 500 до 2000 кг і більше сухого хмелю за добу.

Після вентилювання шишки піднімають на верхній поверх су­шарки і завантажують у верхнє сито сушильної камери шаром за­втовшки 12 — 14 см. На цих ситах хміль перебуває 40 — 100 хв, за­лежно від вихідної (початкової) вологості і умов сушіння. В потріб­ний момент ситові рамки переводять з горизонтального положення у вертикальне і шишки пересипаються на сито нижчого ярусу.

Час перебування шишок на ситах різних ярусів визначається за готовністю їх до вивантаження з нижнього ящика: якщо у відібра­ній пробі черешки шишок не гнуться, а ламаються, сушку вважають закінченою.

Сушіння шишок однієї партії при природній тязі теплоносія три­ває 6-8 год. До останнього часу для сушіння хмелю рекомендува­лося застосовувати теплоносій температурою 45 °С. Як показалиnдослідження Інституту хмелярства, при підвищенні температури агента сушіння з 45 до 65 °С тривалість процесу скорочується удвічі. За такої температури хоча і спостерігалось незначне зниження вмі­сту у шишках гірких речовин та ефірних масел, однак воно істотно не впливало на пивоварні властивості сировини. Висушені при 60 — 65 °С шишки за запахом, кольором і станом лупулінових залоз були віднесені до першого сорту.

Більшість наявних у хмелярських господарствах сушарок пра­цюють на природній тязі з дуже малою швидкістю руху теплоносія (0,1 — 0,15 м/с). Застосування примусової циркуляції теплоносія дає змогу значно підвищити продуктивність хмелесушарок. Та оскільки сухі шишки хмелю дуже легкі, швидкість теплоносія має бути не більше 0,6 м/с. Примусової циркуляції агента сушіння в хмелесу­шарках досягають за допомогою системи нагнітальної або витяжної вентиляції. Повітря, нагріте за допомогою калориферів, надходить в сушильну камеру під верхнім шаром сирого хмелю. Температура контролюється дистанційними термометрами.

Зразу після сушіння шишки хмелю дуже крихкі, при їх перемі­щенні легко відламуються лусочки і втрачається лупулін. Через це вивантажені з сушильної камери шишки піддають відлежуванню, в процесі якого вони вбирають вологу з навколишнього повітря. Відбувається кондиціювання шишок за вологістю, в результаті яко­го вони стають більш щільними й еластичними. Для відлежування висушені шишки обережно вивантажують з нижнього ярусу сит і розміщують у складському приміщенні. Час відлежування зале­жить переважно від відносної вологи повітря і коливається від 5 до 20 днів. Для регулювання процесу відлежування сухого хмелю і скорочення періоду кондиціювання Інститут хмелярства рекомен­дує спосіб зволоження. При цьому сухі шишки зволожуються воло­гою свіжозібраного хмелю, яка виділяється при його вентилюванні. Відбувається це так. Висушений хміль з нижнього сітчастого конве­єра пересипається на стрічковий конвеєр камери зволоження до повного вивантаження його із сушильної камери. Сухий хміль роз­міщується по всій площі конвеєра рівномірним шаром 10 — 12 см завтовшки.

Камера зволоження — це простір над камерою активного вентилю­вання свіжозібраного хмелю. Сухий хміль тут зволожується повітрям, що пройшло крізь шар свіжозібраного хмелю і має підвищену воло­гість. Хміль вважається зволоженим при вмісті вологи в шишках 13 %.

Застосування такого способу кондиціювання дає змогу скоротити тривалість процесу до 10 — 15 хв, зберегти цінні компоненти шишок, створити умови для безперервності процесу. Така технологія не зале­жить від погодних умов. При її застосуванні збільшується вихід това­рного хмелю, значно зменшується потреба у виробничих площах.

У господарствах з невеликим обсягом виробництва після конди-ціонування хміль-сирець пакують у мішки розміром 1 х 2 м і масою не більше 60 кг, які зашивають і відправляють на хмелефабрики.

У спеціалізованих хмелегосподарствах високоякісна обробка сві­жозібраних шишок з максимальною механізацією технологічних процесів проводиться в конвеєрних сушарках ПХБ-750К. Одна су­шарка обслуговує 40 - 60 га хмільників і працює в комплексі з ма­шинами ЧХ-4Л.

Для більш тривалого зберігання цінних речовин хмелю, зокрема альфа-кислот, поліпшення товарного виду хміль піддають сульфі­тації — обробці сірчистим газом SO2. Її здійснюють у спеціалізо­ваних господарствах та на хмелефабриках з таким розрахунком, щоб вміст сірчистого газу в шишках після сульфітації становив 0,3 -0,5 % і не перевищував 0,5 % на абсолютно суху речовину шишок. При надмірній сульфітації погіршується аромат шишок і вони на­бувають невластивого їм кольору.

Сульфітацію проводять у цегляній хмелесіркувальній камері, у нижній частині якої розміщена топка, де на металевих деках спалю­ють сірку. На висоті 3 м від топки камера перекрита металевою сіткою, на якій розміщено хміль шаром 1,0 — 1,5 м. У верхній частині камери встановлено витяжний комин. Хміль завантажують через люк у стелі камери. Після цього двері і люк камери герметично закривають. Сір­чистий газ проходить через шар хмелю і виходить через камін назовні.

Рис. 33. Принципова схема установки для післязбиральної обробки шишок хмелю:

1 — камера вентилювання свіжозібраного хмелю; 2 — калорифери; 3 — сушильна

камера; 4 — сітчастий елеватор; 5 — поворотні сита; 6 — сітчастий елеватор

для кондиціювання шишок; 7— сульфітаційна камера

Експозиція сіркування 4 — 6 годин. На 1 ц сухого хмелю потрібно 0,8 — 1,2 кг сірки. Після закінчення процесу відчиняють двері камери, про­вітрюють її і вивантажують хміль. Принципову схему установки для післязбиральної обробки шишок хмелю наведено на рис. 33.

В Інституті хмелярства УААН розроблено новий спосіб сульфіта­ції хмелю. Хміль з допустимою вологістю (11—13 %) завантажують у камеру, яку герметично закривають. Сірчистий ангідрид з балона, розміщеного ззовні камери, подається зверху шару хмелю і рівномі­рно розподіляється по площі камери. При цьому утворюється інтен­сивний, рівномірний і безперервний потік газу потрібної концент­рації, який проходить крізь усю масу оброблюваного матеріалу. Цей рух створюється за допомогою вентилятора і системи рециркуляції. Необхідний ступінь насиченості хмелю газом досягається багатора­зовим проходженням SO2 крізь його шар. Після закінчення процесу невикористаний газ вентилятором перекачується до сусідньої каме­ри, у яку вже завантажено хміль і додатково додається необхідна кількість SO2 для повторення циклу.

В Інституті хмелярства УААН створено установку безперервної дії для сульфітації хмелю. Працює вона так: хміль подається до за­вантажувального бункера, а звідти крізь шлюзовий затвор потрап­ляє на елеватор, що пересуває хміль до вивантажувального бунке­ра. Шар хмелю регулюється розрівнювачем. Вентилятор крізь ниж­ній газорозподільний пристрій подає суміш газу з повітрям (з бало­на) в камеру сульфітації, а через верхній газорозподільчий пристрій відсмоктується. Елеватор скребками згортає хміль, що висипався з перегородки, і повертає до загальної його маси. Ступінь сульфітації хмелю регулюється зміною швидкості руху елеватора та кількістю SO2, що подається на рециркуляційний контур.

Для зменшення об'єму хмелю, надання йому більшої транспор­табельності та для кращого його зберігання висушені і сульфітовані шишки пресують механічними або гідравлічними пресами в тюки циліндричної форми масою 125 кг і пакують у подвійний мішок. Для обшивки спресованого хмелю краще використовувати висогіг-роскопічну джутово-кенафну мішковину.

Перед пресуванням і пакуванням обов'язково контролюють воло­гість сировини, яка має бути не більше 13 %.

Зберігають у сухих, затемнених, добре вентильованих примі­щеннях. Найбільш сприятливою для цього є температура 0 — 3 °С.

За оптимальних умов шишки хмелю у мішках можуть зберігати­ся не більше року. Підвищення температури повітря у сховищі до 12 °С значно скорочує цей строк. Якщо хміль треба зберігати довше, його закладають у металеві герметичні циліндри, з яких відсмокту­ють повітря, а в них нагнітають вуглекислий газ. Мішки з хмелем зберігають на дерев'яних стелажах.

У складському приміщенні хміль розділяють за сортами. До кож­ної партії прикріплюють етикетку із зазначенням дати надходжен­ня, товарного сорту, вмісту гірких речовин, початкової вологості. Під час зберігання контролюють температуру і відносну вологість повіт­ря, а також температуру хмелю усередині мішків.

В останні роки в Інституті хмелярства УААН розроблено техно­логію консервування несушеного хмелю, використання якого у пивоварінні дає змогу одержувати пиво високої якості. В несушено-му хмелі зберігаються усі корисні речовини у найкращому стані, але зберігається він дуже погано через велику кількість вологи, високу активність окислювальних ферментів тощо.

Новий спосіб консервування несушеного хмелю полягає в тому, що його обробляють сірчистим ангідридом. При застосуванні цього способу не проводять сушіння, сульфітацію та пресування. Хміль будь-якого ботанічного сорту, що надходить з плантації, одразу за­вантажується в сульфітаційну установку. Запаси хмелю для безпе­рервної роботи установки можна зберігати у камерах активного ве­нтилювання і брати звідти при потребі. Хміль обробляють сірчистим ангідридом до концентрації 0,5 — 1,5 % залежно від його кольору. Для цього його розміщують шаром 0,4 — 0,5 м по всій площині сітча­стого конвеєра, на якому він переміщується від завантажувального до вихідного люка і на всьому шляху руху обробляється SO2, що ци­ркулює крізь масу хмелю. Швидкість конвеєра має бути такою, щоб на виході з установки хміль мав потрібну концентрацію сірчистого ангідриду. Тривалість обробки 30 — 40 хв, продуктивність залежить від шару хмелю та концентрації SO2 в газосуміші, витрати газу 8 — 10 кг на 1 т хмелю.

Після обробки в сульфітаційній установці шишки хмелю само­пливом потрапляють на подрібнювач, де подрібнюються до розміру частинок менше 1 мм. З подрібнювача хміль потрапляє в накопичу­вальний бункер, звідки його дозують за масою в пакувальну тару. Матеріал, у який пакують хміль, повинен бути хімічно стійким, придатним для харчових продуктів. Цим вимогам відповідають скло, харчові полімерні матеріали, як жорсткі так і плівкові.