С физико-химической точки зрения пиво является сложной гетерогенной системой. Это водный раствор спирта, экстрактивных веществ солода, вкусоароматических веществ, образовавшихся в результате процесса охмеления сусла и брожения пива, которые могут давать как истинные, так и коллоидные растворы.
Коллоидные частицы (размер частиц менее 0,1 мкм) в пиве представлены главным образом белками, полифенолами, белково-дубильными комплексами, углеводами, оксалатами (см. раздел 11.1), которые имеют как гидрофильный, так и гидрофобный характер.
Наряду с указанными компонентами, пиво содержит микроорганизмы (табл. 9.1), минимальный размер которых 0,5 мкм, а также взвеси (кизельгур, дробину, вспомогательные технологические материалы и другие инородные частицы), размер частиц которых колеблется от 1 до 60 мкм.
Таблица 9.1
Размеры некоторых микроорганизмов, встречающихся в пиве
| Роль и вид микроорганизма | Размер клеток (длина x на ширину), мкм |
| Saccharomyces cerevisiae (штаммы пивных дрожжей) | 5,5-13,0 х 5,5 х 10,0 |
| Saccharomyces cerevisiae (дикие дрожжи) | 4,5-1,0 x 3,5-7,0 |
| Saccharomyces pasterianus | 6,5-16,0 x 3,0-4,5 |
| Pediococcus cerevisiae | 0,5-1,5 |
| Lactobacillus casei | 1,8-5,0 x 0,2-0,4 |
Один из способов удаления взвесей коллоидной и микробиологической природы пива – фильтрование.
Фильтрованием называют процесс разделения суспензий с помощью специальных фильтровальных перегородок, способных задерживать дисперсионную фазу и пропускать жидкую фазу. В качестве фильтровальных перегородок могут использоваться как естественные, так и искусственные материалы. Различают гибкие (сетка, бумага) и негибкие (например, диски, плиты, песок, древесный уголь) фильтровальные перегородки.
При разделении суспензий с небольшой концентрацией тонкодисперсной твердой фазы часто применяют вспомогательные вещества, препятствующие проникновению твердых частиц в поры фильтровальной перегородки.
Вспомогательные вещества наносят предварительно на фильтровальную перегородку в виде тонкого слоя, поверхность которого со временем может покрыться коркой осадка, что снизит скорость фильтрации. В этом случае необходимо постоянно дозировать в пиво небольшое количество вспомогательного материала (текущее дозирование). При этом часть пор в фильтрующем слое вспомогательного материала может забиться осадком, но все же часть пор останется свободной для фильтрата. Фильтрация – движение жидкости сквозь пористую среду.
Самыми лучшими фильтровальными материалами с точки зрения эффективности и экономической выгоды являются кизельгур (диатомит), перлит и целлюлоза.
Общим свойством этих и всех других фильтровальных материалов является не правильная форма и жесткая структура. Но для кизельгуров и перлитов, в отличие с других фильтровальных материалов, характерна способность создавать очень высокую пористость при образовании слоя, так называемой «лепешки», на фильтрующей перегородке; при этом наблюдается сильное взаимодействие частиц материала междц. собой.
