Vliv zrnitosti sladu na rychlost a kvalitu scezování sladiny při vaření piva v malovýrobních podmínkách

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Vliv zrnitosti sladu na rychlost a kvalitu scezování sladiny při vaření piva v malovýrobních podmínkách Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Josef Los, Ph.D. Vypracoval: Bc. Bohdan Klímek Brno 2012

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Vliv zrnitosti sladu na rychlost a kvalitu scezování sladiny při vaření piva v malovýrobních podmínkách vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta.

Děkuji Ing. Josefu Losovi, Ph.D. za odborné vedení a rady při vypracovávání mé diplomové práce. Dále děkuji majiteli a zaměstnancům pivovaru Richard za poskytnutí materiálu a dat k měření.

ABSTRAKT V předkládané práci se pojednává o vlivu zrnitosti sladu na dobu scezování sladiny. Doba scezování byla porovnána s údaji z pivovaru Richard. Dále byl porovnáván vliv tohoto zrnění na fyzikální ukazatele výsledné sladiny a to na dynamickou viskozitu, hustotu a hodnotu extraktu. Pro pokus se vařily sladiny ze 4 druhů sladů a každý z nich byl našrotován na 3 zrnitosti. Velikostní složení sladové tluče se zjišťovalo na Pfungstadském prosévadle a jednotlivé frakce byly dále pozorovány a měřeny na digitálním mikroskopu. Byl navržen laboratorní postup pro vaření sladiny a pro následné scezování. Klíčová slova: pivo, sladina, scezování, zrnitost, slad, viskozita, ječmen, pšenice ABSTRACT This paper describes the influence of malt particle size to the lautering time. Lautering time was compared to the data from brewery Richard. Then, the influence of mentioned grist size on other physical characteristic of wort was compared. Among these characteristics belong the dynamic viscosity, density and extract. During the experiment there have been made worts from 4 types of malt and every one of them was milled on 3 types of grist fineness the fine one, the middle one and the coarse one. Fineness of milling was considered on Pfungstadt sieve and the fractions from this sieve were used to observation by digital microscope. The laboratory method for wort boiling and lautering was suggested. Key words: beer, wort, lautering, particle size, malt, viscosity, barley, wheat

OBSAH 1 ÚVOD... 8 2 CÍL PRÁCE... 9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 10 3.1 Druhy sladu... 10 3.2 Teorie šrotování sladu... 11 3.2.1 Šrotovníky pro suché šrotování... 12 3.2.1.1 Dvouválcový šrotovník... 13 3.2.1.2 Čtyřválcový šrotovník... 13 3.2.1.3 Šestiválcový šrotovník... 13 3.2.1.4 Mlecí válce... 14 3.3 Scezování sladiny... 14 3.4 Zařízení k posouzení velikosti zrn... 15 3.4.1 Pfungstadské prosévadlo... 15 4 MATERIÁL A METODIKA... 17 4.1 Vaření sladiny... 17 4.2 Materiál k vaření sladiny... 18 4.3 Scezování sladiny... 19 4.4 Hustota sladiny... 20 4.5 Měření dynamické viskozity... 21 4.6 Měření zrnitosti našrotovaného sladu... 22 4.6.1 Pfungstadské prosévadlo... 22 4.6.2 Digitální mikroskop... 23 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 24 5.1 Naměřené hodnoty... 24 5.1.1 Velikostní frakce sladů... 24 5.1.2 Hodnoty získané při laboratorním rozboru sladin... 32 5.2 Závislost doby scezování sladiny na zrnitosti sladu... 34 5.2.1 Plzeňský slad... 34 5.2.2 Mnichovský slad... 35 5.2.3 Barvící slad... 36 5.2.4 Pšeničný slad... 37 5.3 Závislost dynamické viskozity sladiny na zrnitosti sladu... 38 5.3.1 Plzeňský slad... 38 5.3.2 Mnichovský slad... 39 5.3.3 Barvící slad... 40

5.3.4 Pšeničný slad... 41 5.4 Závislost extraktu sladiny na zrnitosti sladu... 42 5.4.1 Plzeňský slad... 42 5.4.2 Mnichovský slad... 43 5.4.3 Barvící slad... 44 5.4.4 Pšeničný slad... 45 5.5 Závislost dynamické viskozity sladiny na dobu scezování... 46 5.6 Závislost hodnoty extraktu na době scezování sladiny... 47 5.7 Závislost extraktu na viskozitě... 49 6 ZÁVĚR... 51 7 POUŽITÁ LITERATURA... 54

1 ÚVOD Pivo a jemu podobné nápoje se vařily a vaří od pradávna téměř po celém světě. Stejně jako postupy výroby se lišily i suroviny, ze kterých se pivo připravovalo. To, že je české pivo nejlepší na světě, potvrdilo mnoho výzkumů. Pivovarství patří mezi málo řemesel, která se na našem území vyvíjela sama, bez cizího vlivu, k čemuž přispívaly vynikající půdně-klimatické podmínky, respektive výborná kvalita základních surovin. (Kosař, 1995) V dnešním světě se do popředí dostává zájem o malé pivovary, které vaří piva, na rozdíl od velkých koncernových pivovarů, jen ze základních surovin a snaží se o jedinečný produkt z nejkvalitnějších domácích komodit. Bez výborného chmele, vody, kvasnic a zejména sladu to u nich nejde. Slad není jen jeden. Připravuje se mnoho druhů sladu, každý má poněkud jiné vlastnosti a dává pivu jinou chuť a barvu. Sládci při vaření piva často jednotlivé druhy vzájemně kombinují. Třeba k výrobě známého flekovského piva se používají čtyři druhy. (Večeřová, Kiss, 2007) Nejpoužívanější je světlý plzeňský slad, který je základem pro výrobu naprosté většiny tuzemských piv. Dodává pivu zlatavou barvu. Při výrobě tmavých piv se používá slad mnichovský, karamelový nebo barvící. Pšeničný slad je základní surovinou pro výrobu pšeničných piv, tzv. Weizen Bier, která se na našem území začínají těšit enormnímu úspěchu. O tom může svědčit zařazení tzv. pšenek do portfolia mnoha malých (zde je tento jev k vidění už delší dobu), ale hlavně také velkých pivovarů, jako je Staropramen či ve světě proslavený Plzeňský prazdroj a jeho Fénix. Ze sladoven odchází slad v pytlích. Předtím, než se ale použije k vaření piva, se ještě musí rozemlít. To už se ale děje přímo v pivovaru. Každý sládek už má za léta zkušeností a zkoušení jasno, na jakou jemnost musí své slady mlít. Záleží na mnoha faktorech na typu sladu, na technologii, kterou v pivovaru používají, na typu scezovacího zařízení a mnoho dalších. Právě zrnitostí sladu a jejím vlivem na kvalitativní a kvantitativní ukazatele meziproduktu, jímž je sladina, se bude tato práce zabývat. - 8 -

2 CÍL PRÁCE Cílem práce je prokázat závislost doby scezování sladiny na zrnitosti a typu sladu a navrhnout vhodnou metodiku pro laboratorní měření. Výsledky měření srovnat s údaji o době scezování v brněnském minipivovaru Richard. Dalším cílem je prokázat závislost dynamické viskozity, hustoty a extraktu sladin vařených z různých druhů sladů - plzeňský, mnichovský, barvící a pšeničný - na jejich zrnitosti. Základní rozložení frakcí šrotu bude provedeno na Pfungstadském prosévadle a ověří se možnost použití moderních optických měřících metod s využitím digitálního mikroskopu. - 9 -

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED Pro experiment je důležité definovat hlavní surovinu, kterou je několik druhů sladu, a v neposlední řadě také šrotovací proces. Jemnost mletí, doba scezování i kvalita sladiny závisí také na použité scezovací technologii. 3.1 Druhy sladu Základní rozdělení sladů vychází z druhu prvotní suroviny a to jsou slady ječný, žitný a pšeničný. V případě, že je slad jiný než z ječmene, musí být tato obilovina označena. Z jiných sladů se výrazněji používá jen pšeničný na výrobu tzv. světlých piv. Podle způsobu výroby a vlastností finálního produktu se vyrábí následující druhy sladu: 1. Slad plzeňský vyznačuje se vyšším extraktem a dostatečnou enzymatickou silou a světlou barvou. Používá se k výrobě světlého, lehkého a speciálního piva. Při dokonalém zcukření rmutu je snadně scezditelný, lehce zpracovatelný. Obsah vody v tomto sladu je okolo 4 %. 2. Slad mnichovský (bavorský) je charakteristický tmavší barvou a výraznějším aromatem. To se děje díky většímu rozluštění při klíčení. Pro tento druh sladu je ječmen klíčen o 1 2 dny déle při vyšší vlhkosti a teplotě. Odlišné hvozdění má za cíl podpořit tvorbu melanoidů a je dotahován při teplotách okolo 105 C. Vlhkost tohoto sladu se pohybuje kolem 2 %. (Kosař a kol., 2000) Speciální slady: 1. Karamelové slady jsou typické vysokými obsahy aromatických a barevných složek. Vyrábí se z dobře rozluštěného zeleného sladu, nebo z již hotového sladu, který se ovlhčí. V rychlopražičích se vytvoří pára potřebná k ztekucení a úplnému zcukření endospermu při 70 75 C. Vlastní karamelizační proces spočívá ve vystavení teplotám 120 180 C (dle druhu požadovaného typu světlý, střední a porterový karamel). Po ukončení pražení má sklovitý až průsvitný endosperm, slad je silně hygroskopický. 2. Barvící slad se používá k k výrobě tmavých piv. Vyrábí se z hotového sladu obdobným způsobem v rychlopražičích jako karamelový a teplota se ke konci - 10 -

zvýší až na 200 225 C. Touto teplotou se změní fyzikálně-chemické a diastatické vlastnosti. (Dudák, Pelikán, 1989) 3.2 Teorie šrotování sladu Šrotování sladu je čistě mechanický a zdánlivě jednoduchý proces. Složení šrotu však zásadním způsobem ovlivňuje proces rmutování, scezování a varní výtěžek. Účelem mletí je jeho redukce na menší částice, ze kterých se dá vytěžit nejvíce extraktu ve sladině a se kterými se dá uspokojivě operovat během celého varního procesu. Čím intenzivněji je slad pomlet, tím více extraktu z něho vyprodukujeme. Nicméně jemně namletý slad může vézt k problémům a ztrátě části extraktu v mlátě během scezování sladiny. (Goldammer, 2008) U šrotu pro scezovací káď, která je v České republice nejvíce rozšířena, je snaha co nejméně poškodit pluchu a dobře vymlít endosperm zrna. (Kosař, Procházka a kol., 2000) Mletí na hrubší zrnitost má vliv na parametry jako viskozita a zkvasitelnost díky aktivitě fyzikálních a biochemických procesů. Dále velikost zrn ovlivňuje difuzi, extrakci a enzymatickou hydrolýzu. (Wijngaard, Arendt 2006) Větší poškození pluch snižuje porozitu mláta a negativně ovlivňuje chuť piva. Plucha obsahuje kromě nerozpustné celulosy, polyfenoly, pentosany, hořké a barevné látky, jejichž vyluhování vzrůstá s dobou kontaktu a s poškozením pluchy. Jemné rozemletí endospermu je naopak předpokladem pro požadovaný průběh rmutování a vysoký varní výtěžek. Při klíčení postupuje rozluštění působením enzymů od zárodku směrem ke špičce zrna. Nejméně rozluštěná špička zrna tvoří při šrotování hlavní podíl hrubé krupice, a naopak dobře rozluštěné spodní partie endospermu zrna se při průchodu válci snadno rozdrtí na jemnou krupici a mouku. (Kosař a kol., 2000) Hrubá krupice se těžko rozpouští a pomalu zcukřuje. Je-li zastoupena ve větším podílu, klesá dosažitelné prokvašení mladiny a vzrůstá obsah nezcukřeného extraktu v mlátě. Zpracování hrubšího šrotu proto vyžaduje intenzivní, delší rmutování. Šrot pro scezovací káď má tedy mít pokud možno nejlépe vymleté, minimálně poškozené pluchy, nízký podíl hrubé krupice a vysoký podíl jemné krupice. Zastoupení nejjemnější části šrotu moučky je třeba přizpůsobit konkrétním podmínkám při scezování, zejména zatížení scezovacího dna a scezovací rychlosti. K problémům může dojít, je-li - 11 -

podíl moučky výrazně vyšší než 12 %. Při snížené propustnosti filtrační vrstvy stoupá vyložitelný extrakt mláta a při častějším kopání se zvyšuje koncentrace suspendovaných látek ve sladině. (Kosař a kol., 2000) Šrot pro sladinový filtr má mít naopak dobře rozemleté pluchy. To je dáno odlišným způsobem scezování, které probíhá za přetlaku 0,04 0,08 MPa a při nízké vrstvě mlátového koláče 40 60 mm. Za těchto podmínek vzniká při větší ploše částic pluch tzv. taškový efekt, který zvyšuje tlakovou ztrátu a prodlužuje filtrační cyklus. Vyluhování chuťově nepříznivých látek z jemné rozdrcených pluch je částečně eliminováno kratší dobou vyslazování. (Kosař a kol., 2000) Příklad zrnitosti sladu pro různé scezovací technologie je uveden v Tab. 1. Tab. 1 Příklad zrnitosti sladu pro scezovací káď a pro sladinový filtr (převzato z Kosař a kol., 2000) 3.2.1 Šrotovníky pro suché šrotování Šrotovníky pro suché šrotování jsou nejpoužívanějším zařízením pro šrotování sladu. Podle počtu válců rozlišujeme dvouválcové až šestiválcové šrotovníky. Moderní šestiválcové šrotovníky jsou často doplněny o kondicionovaní šnek, v kterém je slad před šrotováním zvlhčen vodou nebo párou. Výkon šrotovníku musí umožnit sešrotování potřebného množství sladu na várku za 1,5 až 2 hodiny a počítá se v kg sladu na 1 cm délky válce za hodinu. (Kosař a kol., 2000) - 12 -

3.2.1.1 Dvouválcový šrotovník Dvouválcový šrotovník bývá instalován v malých nebo hostinských pivovarech, případně se používá pro mletí křehkých barevných sladů. Dva stejně velké válce se otáčejí proti sobě stejnou rychlostí. Průměr válců je 250 mm, počet otáček 160 180 min-1 a výkon 15 20 kg.cm -1.h -1. Mlecí štěrbina se nastavuje na cca 0,7 mm. (Kosař a kol., 2000) 3.2.1.2 Čtyřválcový šrotovník Čtyřválcové šrotovníky jsou ideální pro dobře rozluštěné slady. V oblibě ho mají především výrobci britských typů piv. Jsou to dva oddělené páry válců. První pár, který se otáčí pomaleji zrno přijme a rozmačká, přičemž pluchy zůstanou téměř bez poškození. Odhalený endosperm a embryo jsou pak dále rozemlety druhým párem válců s vyšším počtem otáček. Tím získáme jemnější částice jako krupice a moučku. (Hornsey, 1999) 3.2.1.3 Šestiválcový šrotovník Šestiválcový šrotovník představuje nejlepší a nejvíce používaný typ šrotovníku pro suché šrotování. První pár válců zrno rozmáčkne, druhý vymílá pluchy a třetí drtí hrubou krupici. Rozdělení jednotlivých podílů šrotu zajišťují sítová vysévala mezi prvním a druhým i druhým a třetím párem válců. Výkon tohoto typu šrotovníku je 25 až 50 kg.cm -1.h -1. U některých konstrukcí šestiválcových šrotovníků chybí sítové vysévadlo mezi prvním a druhým párem válců a veškerý šrot je po dvojím průchodu válci zaveden na velkoplošnou sadu sít, kde jsou dokonale odděleny pluchy a jemné podíly. Hrubá krupice je zavedena do třetího páru válců, kde je rozdrcena za vzniku vysokého podílu jemné krupice. Mlecí štěrbiny jsou u těchto šrotovníků nastavovány elektronicky a základní nastavení mlecích štěrbin pro suchý šrot je přibližně 1,5-0,4 mm. (Kosař a kol., 2000) Mousia a kol (2003) uvádí že Sladina ze sladu mletého na šestiválcovém šrotovníku obsahuje větší koncentraci cukru, než sladina ze sladu mletém na čtyřválcovém šrotovníku. - 13 -

3.2.1.4 Mlecí válce Proces mletí má výrazný vliv na výtěžnost při hydrolýze škrobu. Je prokázáno, že na následnou hydrolýzu škrobu má vliv i mezera mezi válci i rozdílné rychlosti otáčení válců. (Mousia a kol., 2003) Konstrukce mlecích válců a rychlost jejich otáčení ovlivňují rozhodující měrou složení šrotu. Mlecí válce se zhotovují z tvrzené litiny, pro mokré šrotování legované chromem a niklem. Zrno je vtahováno do mezery mezi protisměrně se otáčející válce, jejichž obvodová rychlost je 2,5 5 ms -1. Pro zvýšení střihového efektu se obvodová rychlost obou válců v páru může lišit až o 25 %. Jeden válec uložen pevně, druhý v posunovatelných ložiscích a jeho poloha je fixována silnými pružinami. To umožňuje nastavit souosost a šířku štěrbiny mezi válci. Průměr válců by mel být menší než 250 mm, aby byl zajištěn dostatečný úhel pro vstup zrn mezi válce a tím i potřebný výkon šrotovníku. Moderní vysokovýkonné šrotovníky mají všechny páry válců rýhované. Rýhování je odkloněno od podélné osy válců o 4 14 %, čímž se dále zvyšuje střihový efekt. Rýhy mají na příčném řezu jednu stranu méně skloněnou břit, druhou více skloněnou hřbet. Pro jemný šrot mají všechny páry válců vzájemnou polohu rýh břit proti břitu, pro hrubý šrot je poloha rýh prvního a druhého páru válců opačná, tj. hřbet proti hřbetu. (Kosař a kol., 2000) 3.3 Scezování sladiny Scezování je kritický krok v produkci sladiny kvůli svému dopadu na kvalitu i výtěžnost sladiny. Scezování zahrnuje dvě operace: odstranění suspendovaných částic ze sladiny a extrakci zbývajících rozpustných látek v pevné fázi obklopené kapalinou. (Schneider, Weisser 2004) Tato operace se většinou provádí ve scezovací kádi, do které se vyrobené dílo z vystírací kádě nebo jiné nádoby přečerpá. Po určité době mláto sedimentuje na scezovací dno kádě a vytvoří vrstvu vysokou přibližně 20 30 cm, přes kterou začne protékat a čistit se sladina. (Chládek, 2007) První část sladiny je samozřejmě kalná, a proto se vrací scezovacím čerpadlem zpět potrubím do scezovací kádě nad vrstvu mláta. Vařič sleduje čirost a stupňovitost stékající sladiny, zvané předek, až dosáhne požadované čirosti. Kromě tuků a mastných kyselin obsahují zakalené sladiny více vysokomolekulárních proteinových komplexů, - 14 -

nebo protein polyfenolových komplexů, které způsobují menší výtěžek hořkých látek jejich pohlcováním během chmelovaru. (Kühbeck, Back, Krottenthaler, 2006) Při scezování je vysoce zakalená sladina charakterizována výskytem středně (5 µm) velkých částic, zatímco v čiré sladině jsou dominantní jemné částice (20 25 µm) a střední hrubé (> 200 µm) zde chybí. (Kühbeck, Back, Krottenthaler, 2007) Poté předek začne téci do mladinové pánve. Pro zlepšení činnosti průtočnosti sladiny touto vrstvou se mláto prořezává soustavou svisle postavených nožů, tzv. kypřícím zařízením nebo kopačkou. (Chládek, 2007) Scezování může probíhat jak na scezovacích kádích, tak na sladinových filtrech. Tyto technologie vyžadují každá jiný typ filtračního koláče. Pro jejich správnou funkci je potřeba rozlišovat namletí sladu na správnou zrnitost a výšku filtračního koláče. Tyto dva ukazatele jsou velice úzce spojeny s kvalitou výsledné sladiny a správným vyslazením. (Harmegnies, Tigel, 2006) Po skončení stékání předku obsahuje mláto ještě hodně extraktu (cukru), a proto je nutno jej vysladit. Tj. prolít horkou vodou, tzv. výstřelkem, jehož stupňovitost se měří sacharimetrem. Postup vyslazování se opakuje, až dosáhne stupňovitosti posledních výstřelků požadované hodnoty, zpravidla 1 %; dalším kritériem pro objem výstřelků je požadovaná stupňovitost sladiny a výstřelků. Poslední výstřelky s nízkou stupňovitostí se nazývají patoky a většinou se vedou do odpadu, někdy se používají pro další várku. Vyslazování je velice důležitá část procesu scezování zabere 40 60% času, při špatném zacházení může velice negativně ovlivnit výslednou sladinu vyloužením negativních látek a ovlivňuje stupňovitost sladiny. (Harmegnies, Tigel, 2006) 3.4 Zařízení k posouzení velikosti zrn 3.4.1 Pfungstadské prosévadlo Základním zařízením pro kontrolu jemnosti částí sladového šrotu je Pfungstadské prosévadlo. Je to soustava sít umístěných na vibrační podložce, přičemž jednotlivá síta mají přesně dané mezery pro propad vzorku a tyto mezery se s jednotlivými síty zmenšují tak, že nahoře je vždy nejhrubší část vzorku a dole moučka. Na vrchní síto se vloží vzorek sladové tluče, uzavře se a zapne se vybrační - 15 -

podložka. Po skončení programu je vzorek rozdělen na sítech, z nichž se každý podíl zváží a určí se procenticky jeho zastoupení v celém vzorku. (Chládek, 2007) Základní stanovované frakce jsou uvedeny v Tab. 2. Pluchy jsou zodpovědné jen za málo extraktu a při výrobě sladiny slouží převážně k vytvoření filtrační vrstvy. Zatímco jemnější frakce hmotnostně tvoří 50 60 % sladové tluče, ale tvoří 80 90 % extraktu. (Lewis, Young, 2002) Tab. 2 Velikost sít a pojmenování frakcí sladu (převzato z Chládek, 2007) pluchy nad sítem 1,47 mm hrubá krupice jemná krupice 1 jemná krupice 2 mouka moučka nad sítem 1 mm nad sítem 0,547 mm nad sítem 0,253 mm nad sítem 0,152 mm propad - 16 -

4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Vaření sladiny Sladina se vařila na laboratorním rmutovacím zařízení (viz Obr. 1). Do vytárovaných rmutovacích kádinek se navážilo 50 g sladového šrotu, přidalo se 200 ml vodovodní vody 45 C teplé. Obsah se promíchal a vložil do rmutovaní lázně vyhřáté na 45 C a rmutoval 30 minut. Po této době se zvýšila teplota během 25 minut na 70 C, přidalo se 100 ml vody ohřáté na 70 C a rmutovalo se 1 hodinu. Poté se rmutovací kádinka ochladila, osušila a dovážila destilovanou vodou na 450 g. Obsah se promíchal tyčinkou a zfiltroval přes textilní plachetku, přičemž prvních 100 ml sladiny se vrátilo na filtr. (Basařová a kol., 1992) Od každé zrnitosti sladu se zaráz vařily dva vzorky pro dosažení přesnějšího výsledku zprůměrováním hodnot. Prováděla se také zkouška zcukření od dosažení teploty 70 C asi po 5 10 minutách se kápla na křídu kapka rmutu a kapka jódu (0,02 M), modré zbarvení by svědčilo o nerozloženém škrobu. Optimální doba zcukření je 10 15 minut. Obr. 1 Laboratorní rmutovací zařízení - 17 -

4.2 Materiál k vaření sladiny Sladina se vařila ze 4 druhů sladu, které poskytnul brněnský minipivovar Richard. Plzeňský Mnichovský Barvící Pšeničný Zde se tyto slady i šrotovaly na dvouválcovém Mačkači Super 1000 s výkonem 600 900 kg šrotu za hodinu (viz Obr. 2). Výrobcem je zámečnictví Vladimír Štos, Strakonice. Obr. 2 Mačkač Super 1000 Byly našrotovány dvě zrnitosti od každého vzorku hrubší v pivovaru standardně využívána a jemnější. Bylo technicky nemožné změřit mezery mezi - 18 -

ozubenými válci (viz Obr. 3) a taktéž nastavovací páka nemá žádnou regulérní stupnici, sládek vycházel z empirických zkušeností. Proto je jemnost našrotování v práci určena jen na Pfungstadském prosévadle a na digitálním mikroskopu. Třetí, nejjemnější zrnitost použitá na výrobu sladiny byla dosažena našrotováním sladů na laboratorním mlýnku. 4.3 Scezování sladiny Obr. 3 Ozubené válce Mačkače super 1000 Uvařená sladina se scezovala na laboratorní aparatuře sestávající z kónických nálevek vyložených textilní plachetkou, které ústily do sběrné kádinky (viz. Obr. 4). Plachetka byla předem navlhčená a její pórovitost byla stanovena na digitálním mikroskopu naměřením a stanovením průměrné velikosti mezer mezi jednotlivými vlákny. Naměřena byla průměrná hodnota 17,702 µm (z 20 měření). Měřil se čas od vrácení prvních 100 ml filtrátu zpět na filtr do doby než se tekutá část přefiltrovala a na filtračním koláči se utvořily praskliny. Na filtračním koláči bylo jasně patrné rozložení - 19 -

vrstev mláta, kdy dole sedimentovaly nejjemnější částice a s přibývající výškou koláče se velikost částic zvětšovala až po pluchy, které zůstaly na povrchu. Obr. 4 Schéma laboratorní scezovací aparatury. 4.4 Hustota sladiny Hustota sladiny se zjišťovala pyknometricky. Pyknometr o objemu 50 ml se naplnil nejdříve destilovanou vodou, vytemperovanou na 20 C a zvážil na analytických vahách na 4 desetinná místa. Stejný postup se provedl se všemi vzorky sladin. Výpočet hustoty sladiny se provedl podle vzorce: hmotnost pyknometru se sladinou ρ = [gcm -3 ] hmotnost pyknometru s vodou Hodnota extraktu se odečetla z hustoty sladiny tabelárně dle Dudáše a Pelikána (1977). - 20 -

4.5 Měření dynamické viskozity Viskozita sladiny je statisticky významný ukazatel rozluštění sladu. Orientačně informuje o stupni degradace hemicelulóz, zvláště β-glukanů v analyzovaném vzorku a o předpokladu doby scezování sladiny. Dynamická viskozita se měřila na Hopplerově viskozimetru (viz Obr. 5). Do skleněné trubice se nalije vzorek sladiny. Dále se do této trubice vloží standardní skleněná kulička a trubice se uzavře. Měří se čas, který uplyne, než kulička urazí vzdálenost mezi dvěma ryskami. Poté se zařízení otočí o 180 a měření se zopakuje. (Basařová a kol., 1992) Z těchto časových údajů a po výpočtu hustoty vzorku lze vypočítat dynamickou viskozitu dle vztahu: η = t. (ρ k ρ s ). K [mpa.s] t doba pádu kuličky (s) ρ k hustota kuličky (2,409 g.cm -3 ) ρ s hustota vzorku (g.cm -3 ) K konstanta kuličky (9,75. 10-3 mpa.cm -3 g -1 ) - 21 -

Obr. 5 Hopplerův viskozimetr 4.6 Měření zrnitosti našrotovaného sladu 4.6.1 Pfungstadské prosévadlo Rozložení frakcí sladové tluče se provedlo na pfungstadském prosévadle. Použity byly následující síta: 2 mm 0,853 mm 0,485 mm 0,446 mm 0,366 mm 0,257 mm 0,162 mm propad - 22 -

Od každé zrnitosti se navážilo 100 g šrotu. Aby bylo dosaženo reprezentativního vzorku, odebíralo se lžící vždy z horní, ze střední části a ze spodní části sklenice se vzorkem. Důvodem takového postupu byla nehomogennost obsahu sklenice vzhledem k rychlému usazování menších frakcí u dna. Takto vybraný reprezentativní vzorek se nanesl na vrchní síto a stroj se zapnul na 3 minuty, s nastavením vibrací na 1,5 mmg -1. Poté se podíly nad jednotlivými síty převedly do nádob a zvážily na 2 desetinná místa a tyto hodnoty se vyjádřily v procentech jednotlivých frakcí obsažených ve vzorku. 4.6.2 Digitální mikroskop Velikost frakcí se také ověřovala na digitálním mikroskopu zn. Delta Optical (viz. Obr. 6). Od každé frakce každého vzorku roztříděného na prosévadle se odebral vzorek (celkem 32). Tyto podíly se pozorovaly na mikroskopu a pomocí software ScopeImage 9.0 se pozorovaná zrnka měřila s přesností na tisíciny mikrometru. Celkem bylo změřeno 10 zrn od každého vzorku a to vždy délka a šířka části zrna. Obr. 6 Digitální mikroskop Delta Optical - 23 -

5 VÝSLEDKY A DISKUZE 5.1 Naměřené hodnoty V Tab. 3 je uvedeno kódové označení vzorků používané během experimentu. Slady jsou označeny čísly 1 4 a typy šrotování jsou označeny písmeny A C. Pro každou zrnitost sladu byly 2 opakování vaření sladiny druhé opakování je vždy označeno indexem x. Příklady měření velikosti částic z frakcí nad sítem 2 mm a propadu jsou na Obr. 9 Tab. 3 Kódové označení vzorků Slady Hrubý Střední Jemný 1. opakování 2. opakování 1. opakování 2. opakování 1. opakování 2. opakování Plzeňský 1A 1Ax 1B 1Bx 1C 1Cx Mnichovský 2A 2Ax 2B 2Bx 2C 2Cx Barvící 3A 3Ax 3B 3Bx 3C 3Cx Pšeničný 4A 4Ax 4B 4Bx 4C 4Cx 5.1.1 Velikostní frakce sladů V Tab. 4 je uvedeno procentické zastoupení velikostních frakcí všech zkoumaných sladů naměřené na prosévadle. Obr. 7 a Obr. 8 velikosti frakcí zobrazují graficky. Tab. 4 Procentické zastoupení velikostních frakcí ve vzorcích Velikost síta 2 [%] 0,853 [%] 0,485 [%] 0,446 [%] 0,366 [%] 0,257 [%] 0,162 [%] Propa d [%] 1A 43,95 31,82 9,15 0,51 2,02 2,35 2,26 7,93 1B 19,88 39,74 14,84 0,85 3,82 4,39 4,73 11,75 1C 0,14 13,2 45,64 2,42 7,99 7,97 7,37 15,26 2A 34,33 32,61 11,76 0,84 2,87 3,28 3,46 10,85 2B 24,6 36,12 13,78 0,91 3,37 3,71 4,03 13,48 2C 0,12 13,61 42,04 2,08 8,38 7,74 6,94 19,08 3A 15,29 40,94 17,24 1,04 3,69 4,42 4,52 12,85 3B 6,83 39,62 20,57 1,22 4,54 5,61 5,64 15,97 3C 0,02 6,17 43,33 2,04 10,03 9,98 8,26 20,16 4A 44,17 35,54 9,01 0,47 1,81 2,16 2,05 4,79 4B 32,09 37,68 11,88 0,77 2,71 3,39 3,5 7,98 4C 0,16 15,21 46,24 2,15 8,9 7,79 7,13 12,41-24 -

2,26% 2,35% 2,02% 0,51% PLZEŇSKÝ SLAD NEJHRUBŠÍ ZRNĚNÍ 7,93% 4,73% 11,75% PLZEŇSKÝ SLAD STŘEDNÍ ZRNĚNÍ 19,88% 15,26% PLZEŇSKÝ SLAD JEMNÉ ZRNĚNÍ 0,14% 13,20% 9,15% 4,39% 7,37% 2 mm 43,95% 3,82% 0,85% 7,97% 0,853 mm 14,84% 7,99% 45,64% 0,485 mm 31,82% 39,74% 2,42% 0,446 mm - 25 - BAVORSKÝ SLAD NEJHRUBŠÍ ZRNĚNÍ BAVORSKÝ SLAD STŘEDNÍ ZRNĚNÍ BAVORSKÝ SLAD JEMNÉ ZRNĚNÍ 0,366 mm 3,46% 10,85% 13,48% 24,60% 19,08% 0,12% 13,61% 0,257 mm 3,28% 2,87% 0,84% 11,76% 34,33% 4,03% 3,71% 3,37% 0,91% 6,94% 0,162 mm propad 7,74% 13,78% 42,04% 8,38% 32,61% 36,12% 2,08% Obr. 7 Rozložení podílů frakcí sladové tluče změřené na Pfungstadském prosévadle (plzeňský a bavorský slad)

BARVÍCÍ SLAD NEJHRUBŠÍ ZRNĚNÍ BARVÍCÍ SLAD STŘEDNÍ ZRNĚNÍ BARVÍCÍ SLAD JEMNÉ ZRNĚNÍ 12,85% 15,29% 15,97% 6,83% 20,16% 0,02% 6,17% 4,52% 4,42% 5,64% 2 mm 3,69% 1,04% 5,61% 4,54% 39,62% 8,26% 43,33% 0,853 mm 17,24% 40,94% 1,22% 9,98% 0,485 mm - 26-2,05% 2,16% 4,79% 1,81% 0,47% 9,01% PŠENIČNÝ SLAD NEJHRUBŠÍ ZRNĚNÍ 2,71% 0,77% 3,39% 3,50% 20,57% PŠENIČNÝ SLAD STŘEDNÍ ZRNĚNÍ 7,98% 32,09% 7,13% 10,03% 12,41% 2,04% PŠENIČNÝ SLAD JEMNÉ ZRNĚNÍ 0,16% 15,21% 0,446 mm 0,366 mm 0,257 mm 0,162 mm 44,17% 11,88% 7,79% propad 8,90% 35,54% 2,15% 46,24% 37,68% Obr. 8 Rozložení podílů frakcí sladové tluče změřené na Pfungstadském prosévadle (barvící a pšeničný slad)

Z analýzy šrotu na mikroskopu je třeba pro srovnání s velikostmi sít brát v úvahu spíše hodnotu šířky zrna, jelikož pro propad frakce sítem je zásadní ta nejmenší část. Když se podíváme na průměrnou hodnotu velikostí částic v Tab. 5, Tab. 6, Tab. 7 a Tab. 8, tak vidíme, že hodnoty odpovídají svou velikostí umístěním nad jednotlivými síty. Zajímavá pro nás může být hodnota nad největším sítem, jelikož ukazuje, který slad nechává po našrotování největší či nejmenší pluchy. Pšeničný slad má nad tímto sítem vlastně jen větší nerozemleté části zrna, jelikož pluchy neobsahuje. Tab. 5 Velikost zrn sladové tluče plzeňského sladu, odebraných z jednotlivých sít prosévadla, měřené pomocí digitálního mikroskopu, d délka zrna, š - šířka zrna, Ø průměr, s. o. směrodatná odchylka Velikost síta 2 0,853 0,485 0,446 0,366 0,257 0,162 Propad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 d 8,0632 2,5344 1,0952 0,8140 1,6480 0,8119 0,3538 0,1450 š 5,0989 2,2746 0,7850 0,7446 0,4458 0,3650 0,2086 0,1286 d 8,0874 2,3699 0,9261 0,7632 0,9171 0,6839 0,3384 0,2777 š 3,6860 1,6305 0,7061 0,4708 0,4507 0,4455 0,2804 0,1249 d 9,0245 2,7116 2,2534 0,6767 0,9924 0,5836 0,3456 0,1768 š 4,0603 1,8893 0,9519 0,3796 0,4693 0,4348 0,2450 0,1079 d 4,2498 3,1534 1,5721 1,5551 0,8086 0,6614 0,7455 0,1313 š 2,9614 2,3489 0,6900 0,6284 0,4161 0,3890 0,2221 0,0922 d 8,8924 2,4694 1,0519 1,0139 0,7771 0,5508 0,3713 0,2455 š 5,6641 1,5828 0,6722 0,6056 0,4951 0,3200 0,2184 0,0900 d 3,9623 1,8427 2,2672 1,2013 0,9597 0,4610 0,4523 0,2060 š 2,8445 1,4017 0,7856 0,5554 0,5408 0,4571 0,2604 0,1761 d 3,3289 1,9097 1,0481 1,4262 0,6467 1,1784 0,5285 0,1904 š 2,5568 1,2795 0,5425 0,4827 0,4940 0,3395 0,2171 0,0743 d 4,8684 2,4231 0,8846 0,6670 0,6449 0,5352 0,3148 0,1534 š 4,4737 1,9828 0,8372 0,5360 0,4469 0,4201 0,2513 0,1297 d 4,7367 2,0546 1,3732 0,9855 1,1251 0,4427 0,5469 0,1956 š 2,5798 1,6041 0,7939 0,3530 0,4045 0,3073 0,2677 0,1671 d 3,0656 1,5180 1,3512 0,8217 1,4930 0,9242 0,3748 0,3089 š 2,9326 1,4006 0,7702 0,6511 0,4993 0,2548 0,1953 0,1781 Ø d 5,8279 2,2987 1,3823 0,9925 1,0012 0,6833 0,4372 0,2030 Ø š 3,6858 1,7395 0,7535 0,5407 0,4662 0,3733 0,2366 0,1269 s. o. d 2,2731 0,4511 0,4835 0,2946 0,3201 0,2184 0,1280 0,0552 s. o. š 1,0473 0,3514 0,1038 0,1163 0,0395 0,0640 0,0267 0,0352-27 -

Z Tab. 7 vyplývá, že nejmenší částice nad sítem s mezerou 2 mm (tj. délka: 3,4395 mm a šířka: 2,4809 mm) má slad barvící, stejně jako má tento slad nejmenší částice v sekci propad (tj délka: 0,1855 mm a šířka 0,1141 mm). Barvící slad se rozemele na menší částice díky jeho odlišným fyzikálním vlastnostem převážně větší křehkosti. To může být jeden z důvodů, proč se sladiny z něho vařené poměrně dlouho scezovaly. Tab. 6 Velikost zrn sladové tluče mnichovského sladu, odebraných z jednotlivých sít prosévadla, měřené pomocí digitálního mikroskopu, d délka zrna, š - šířka zrna, Ø průměr, s. o. směrodatná odchylka Velikost síta 2 0,853 0,485 0,446 0,366 0,257 0,162 Propad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 d 5,0953 3,7125 1,4104 0,6524 0,8648 0,6757 0,4050 0,1701 š 2,9510 1,8376 0,6902 0,5483 0,4412 0,3337 0,3233 0,1301 d 4,0478 2,5463 0,8377 0,9767 0,7973 0,4887 0,4150 0,2545 š 3,3929 1,9036 0,6643 0,5107 0,4769 0,3954 0,2561 0,0993 d 3,9720 2,1118 0,8766 1,6191 1,2712 0,5102 0,6129 0,2807 š 2,7438 1,9886 0,8601 0,6057 0,4997 0,3407 0,2804 0,0550 d 4,3255 2,3049 1,0041 0,7827 0,6607 0,8301 0,3297 0,2171 š 3,9428 1,6565 0,6378 0,2977 0,3677 0,3066 0,1947 0,1320 d 3,3512 2,9307 2,1892 0,9908 1,1540 1,2009 0,3821 0,2401 š 2,6519 1,9414 0,7267 0,5419 0,4677 0,4524 0,2680 0,1718 d 4,1311 1,9370 0,8855 0,9153 0,6076 1,0720 0,7593 0,1768 š 3,9325 1,0781 0,6667 0,5571 0,4053 0,3925 0,2446 0,0802 d 2,9551 2,4060 1,1673 0,6705 0,7504 0,7002 0,3659 0,2140 š 1,5624 1,7502 0,8225 0,2752 0,4875 0,4457 0,1736 0,2084 d 4,5927 1,9995 2,1646 1,0377 0,6203 0,5235 0,4639 0,1309 š 3,1435 1,5154 1,1427 0,6493 0,5089 0,4497 0,2010 0,0781 d 5,8178 2,2680 1,1903 0,8598 0,6657 0,8527 0,4258 0,2251 š 2,9601 1,4299 0,8801 0,6073 0,5506 0,4674 0,2851 0,1801 d 4,3255 1,9093 1,4807 1,6416 0,4325 0,5873 0,3912 0,2351 š 3,9428 1,8323 0,5301 0,5423 0,3691 0,3368 0,3714 0,0930 Ø d 4,2614 2,4126 1,3206 1,0147 0,7824 0,7441 0,4551 0,2144 Ø š 3,1224 1,6934 0,7621 0,5135 0,4574 0,3921 0,2598 0,1228 s. o. d 0,7692 0,5243 0,4755 0,3314 0,2435 0,2313 0,1247 0,0419 s. o. š 0,7021 0,2678 0,1632 0,1199 0,0577 0,0565 0,0574 0,0480-28 -

Tab. 7 Velikost zrn sladové tluče barvícího sladu, odebraných z jednotlivých sít prosévadla, měřené pomocí digitálního mikroskopu, d délka zrna, š - šířka zrna, Ø průměr, s. o. směrodatná odchylka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 0,853 0,485 Velikost síta 0,446 0,366 0,257 0,162 Propad d 2,8075 2,2690 3,9201 0,8498 1,0078 0,6930 0,4264 0,0532 š 2,2328 1,4675 1,0951 0,5776 0,8165 0,3912 0,2250 0,0532 d 3,1223 3,0814 1,2267 0,6599 0,7066 0,8127 0,7107 0,1063 š 2,6622 2,0924 0,9159 0,3717 0,5147 0,4134 0,2178 0,0832 d 2,4437 2,3079 2,3723 1,0937 0,6951 0,5718 0,3459 0,1589 š 2,3617 1,6669 1,1121 0,5351 0,6553 0,3256 0,2202 0,1005 d 4,7928 2,6447 2,0377 0,5702 1,0686 0,8721 0,4003 0,1301 š 2,4579 1,5619 0,7001 0,5265 0,5583 0,3381 0,2405 0,0951 d 2,7808 1,4795 1,4058 1,2453 0,5802 0,5706 0,4633 0,1320 š 2,6341 1,2686 1,0935 0,9750 0,5127 0,4092 0,2468 0,1026 d 4,4725 2,3902 3,0694 1,2457 0,7110 0,7047 0,4563 0,2101 š 2,6426 1,6992 0,9534 0,9750 0,5601 0,3908 0,2550 0,1540 d 3,2431 2,1815 1,3384 1,1850 0,8530 0,7988 0,5023 0,2301 š 2,3221 1,6337 0,6210 0,5728 0,4400 0,5771 0,3010 0,1769 d 5,8038 3,3833 1,2717 1,4359 0,5342 0,9841 0,4973 0,1950 š 3,0987 1,7206 0,8526 0,4809 0,5056 0,5563 0,2230 0,1408 d 2,7468 1,6494 1,7934 2,4888 0,5603 0,6481 0,5218 0,4036 š 2,3571 1,2302 0,6601 0,4495 0,4954 0,3045 0,2517 0,1430 d 2,1820 2,2770 1,4588 0,9264 0,7678 0,4699 0,3041 0,2355 š 2,0398 1,8481 0,6140 0,5056 0,5050 0,2961 0,2267 0,0912 Ø d 3,4395 2,3664 1,9894 1,1701 0,7484 0,7126 0,4628 0,1855 Ø š 2,4809 1,6189 0,8618 0,5970 0,5564 0,4002 0,2408 0,1141 s. o. d 1,1186 0,5458 0,8499 0,5108 0,1722 0,1484 0,1057 0,0912 s. o. š 0,2785 0,2441 0,1919 0,1975 0,1018 0,0925 0,0239 0,0360 Velikosti frakcí nad 2 mm u plzeňského sladu (viz. Tab. 5) byly ze všech 4 zkoumaných sladů největší. O necelý milimetr na délku i šířku měl pšeničný slad. I když nemá pluchy, které jsou například v případě plzeňského sladu zodpovědné za většinu velkých částic nad 2 mm, obsahuje pšeničný slad větší kusy zrna. Je oproti ječným sladům tvrdší a hůře se šrotuje, což bylo vidět již při šrotování na mačkači, kdy se při stejném nastavení válců ječný slad pomlel bez problémů a pšeničný jen s obtížemi a dvakrát se mačkač dokonce zasekl. - 29 -

Další zajímavou metodu měření velikosti sladu je měření pomocí laserové difrakce, kterou publikovali Tippmann, Voigt a Summer (2011). Zaměřuje se však spíše na měření frakcí mláta a částic šrotu během rmutování. Pro stanovení frakcí sladové tluče se však dá také použít. Walker a Panozzo (2012) vyvinuli digitální zobrazovací metodu, která pomocí kalibrace založené na morfologických údajích rozpozná velikost, hmotnost, objem a hustotu ječného zrna dle 2-D zobrazení jednotlivých částic. Tab. 8 Velikost zrn sladové tluče pšeničného sladu, odebraných z jednotlivých sít prosévadla, měřené pomocí digitálního mikroskopu, d délka zrna, š - šířka zrna, Ø průměr, s. o. směrodatná odchylka Velikost síta 2 0,853 0,485 0,446 0,366 0,257 0,162 Propad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 d 5,7907 3,3525 1,8094 1,2271 0,9985 0,3905 0,4281 0,2649 š 3,2569 1,9652 1,4444 0,5506 0,4632 0,3422 0,2662 0,1442 d 3,1918 3,8873 0,9935 0,9322 0,7702 0,8823 0,3536 0,4846 š 2,9462 2,1927 0,8529 0,5882 0,5277 0,3381 0,2587 0,1281 d 3,5557 3,0238 2,4555 0,8118 0,7426 0,8705 0,411 0,254 š 2,945 1,8655 0,8766 0,5772 0,4412 0,3525 0,297 0,1193 d 6,9791 2,348 0,9296 1,2529 0,9842 0,7354 0,461 0,2954 š 3,0116 1,8467 0,6334 0,4285 0,5518 0,3624 0,1844 0,2538 d 6,7364 2,8333 2,1397 0,7286 0,8687 0,5979 0,442 0,3574 š 3,3859 2,3931 0,7653 0,4104 0,4541 0,3542 0,2691 0,2474 d 3,2187 2,3074 0,7064 1,2321 1,0296 0,6936 0,3102 0,1656 š 1,6289 1,5428 0,6277 0,5632 0,3869 0,3244 0,306 0,143 d 4,255 2,0539 1,1032 0,7819 1,276 0,7611 0,283 0,2455 š 3,2667 1,5072 0,7227 0,5835 0,7315 0,4257 0,2302 0,2056 d 4,9233 1,8849 1,2747 0,5996 1,0552 0,6485 0,4255 0,2384 š 2,415 1,0492 1,101 0,5118 0,5902 0,3751 0,33 0,1454 d 5,5301 2,5463 1,7715 1,9771 0,9114 1,0393 0,411 0,3001 š 2,7076 1,4431 0,9677 1,0048 0,6915 0,5062 0,1628 0,1792 d 5,8783 1,9764 1,96 1,1254 1,1265 0,4437 0,3542 0,2442 š 3,5882 1,9443 1,0152 0,5729 0,4572 0,335 0,2043 0,1916 Ø d 5,0059 2,6214 1,5143 1,0669 0,9763 0,7063 0,3879 0,285 Ø š 2,9152 1,775 0,9007 0,5791 0,5295 0,3716 0,2509 0,1758 s. o. d 1,3303 0,6167 0,5587 0,3764 0,1533 0,1888 0,0563 0,0815 s. o. š 0,5361 0,3738 0,235 0,1543 0,1071 0,0523 0,0518 0,0456-30 -

Frakce nad 2 mm sítem Plzeňský slad Propad Mnichovský slad Frakce nad 2 mm sítem Propad Frakce nad 2 mm sítem Barvící slad Propad Frakce nad 2 mm sítem Pšeničný slad Propad Obr. 9 Příklady měření frakcí sladové tluče pomocí mikroskopu a SW ScopeImage. - 31 -

5.1.2 Hodnoty získané při laboratorním rozboru sladin V Tab. 9, Tab. 10, Tab. 11 a Tab. 12 jsou uvedeny hodnoty získané rozborem sladin z plzeňského, mnichovského, barvícího a pšeničného sladu. Konkrétně jde o dobu scezování sladiny, dynamickou viskozitu, hustotu a hodnotu extraktu. V Tab. 13 je uvedeno 10 hodnot doby scezování sladiny v pivovaru Richard pro 3 druhy vařeného piva. Tab. 9 Údaje naměřené rozborem sladiny z plzeňského sladu Doba scezování [s] Viskozita [mpa.s] Hustota [gcm -3 ] E [%] 1A 6,00 1,384069 1,01932 4,88 1Ax 6,80 1,353202 1,019711 5,006 1B 10,50 1,373255 1,020665 5,255 1Bx 12,30 1,355725 1,019901 5,055 1C 16,00 1,593405 1,021681 5,505 1Cx 16,50 1,595399 1,022299 6,654 Tab. 10 Údaje naměřené rozborem sladiny z mnichovského sladu Doba scezování [s] Viskozita [mpa.s] Hustota [gcm -3 ] E [%] 2A 11,30 1,540228 1,019623 4,98 2Ax 10,20 1,550646 1,019999 5,08 2B 18,20 1,502478 1,020709 5,255 2Bx 16,20 1,490819 1,020852 5,305 2C 21,50 1,637325 1,021715 5,505 2Cx 24,00 1,624366 1,021809 5,53 Tab. 11 Údaje naměřené rozborem sladiny z barvícího sladu Doba scezování [s] Viskozita [mpa.s] Hustota [gcm -3 ] E [%] 3A 26,20 1,843067 1,017008 4,329 3Ax 21,20 1,529097 1,016808 4,278 3B 14,50 1,643431 1,017117 4,354 3Bx 16,80 1,661411 1,016834 4,278 3C 17,20 1,834801 1,017102 4,354 3Cx 17,80 1,831961 1,017197 4,379-32 -

Tab. 12 Údaje naměřené rozborem sladiny z pšeničného sladu Doba scezování [s] Viskozita [mpa.s] Hustota [gcm -3 ] E [%] 4A 9,50 1,682295 1,019205 4,88 4Ax 9,80 1,641332 1,018895 4,805 4B 12,00 1,767765 1,020189 5,13 4Bx 13,60 1,743025 1,020481 5,205 4C 41,20 1,857788 1,022229 5,629 4Cx 37,20 1,890171 1,022279 6,654 Tab. 13 Doba scezování sladiny v pivovaru Richard Světlý ležák [min] Tmavý ležák [min] Pšeničný ležák [min] 1 150 165 165 2 155 200 165 3 150 175 160 4 145 165 145 5 160 180 150 6 150 160 165 7 165 190 165 8 165 170 150 9 150 180 160 10 150 175 165 Průměr 154 176 159-33 -

5.2 Závislost doby scezování sladiny na zrnitosti sladu Následující bodové grafy znázorňují jednotlivé závislosti doby scezování na zrnitosti sladu, ze kterých byla sladina vařena. Osa x udává procentický podíl moučky jednotlivých zrnitostí. Na ose y je pak znázorněna doba scezování sladiny. Parametr r udává směrodatnou odchylku měření, parametr r 2 udává rozptyl míru proměnlivosti (varianci) hodnot. Hodnota p znázorňuje pravděpodobnost pro výskyt určité hodnoty. Pro interval spolehlivosti 0,95 je žádoucí, aby p dosahovalo hodnot do 0,05, aby byla závislost statisticky průkazná. (Chloupek, 1996) 5.2.1 Plzeňský slad Obr. 10 Závislost doby scezování sladiny na zrnitosti plzeňského sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Plzeňský slad se scezoval dle očekávání nejrychleji v nejhrubší zrnitosti. Doba scezení dvou opakování vzorků se téměř nelišila. Ze 4 zkoušených sladů jeho scezování probíhalo obecně nejrychleji a závislost doby scezování na zrnitosti je téměř lineární. Hypotéza o závislosti zrnitosti sladu na době scezování se neprokázala, ale p = 0,0519 při intervalu spolehlivosti 0,95, což je jen lehce za hranicí průkaznosti. Trend grafu je - 34 -

poměrně jednoznačný a potvrzuje teorii o závislosti mezi zrnitostí sladu a dobou stékání sladiny z tohoto sladu. (viz Obr. 10) 5.2.2 Mnichovský slad Obr. 11 Závislost doby scezování sladiny na zrnitosti mnichovského sladu (určené podílem moučky) ze kterého byla sladina uvařena Stékání sladiny z mnichovského sladu celkově trvalo o něco déle než z plzeňského, u hrubého zrnění trvalo přes 10 minut, u plzeňského začínalo na 6 minutách. Celkově šrot obsahoval asi o 3 % více moučnatého podílu proti plzeňskému sladu, statisticky se však vliv na dobu scezování neprokázal, ale lze usuzovat na větší křehkost endospermu. Závislost doby scezování na zrnitosti sladu nebyla u tohoto měření statisticky průkazná (p = 0,2585 při intervalu spolehlivosti 0,95). (viz Obr. 11) - 35 -

5.2.3 Barvící slad Obr. 12 Závislost doby scezování sladiny na zrnitosti barvícího sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Vliv zrnitosti sladové tluče na době scezování se v tomto případě neprojevil (viz Obr. 12). Byl statisticky vysoce neprůkazný (p = 0,5281 při intervalu spolehlivosti 0,95). Scezení sladiny vařené z nejhrubší zrnitosti dokonce trvalo nejdéle. Za toto nečekané chování bylo pravděpodobně zodpovědné velké množství β glukanů a odlišné fyzikální vlastnosti barvícího sladu, především absence pluch ve šrotu. Jeho křehkost měla při šrotování velký vliv na tvorbu menších částic, než tomu bylo u ostatních zkoušených sladů (viz Tab.4) - 36 -

5.2.4 Pšeničný slad Obr. 13 Závislost doby scezování sladiny na zrnitosti pšeničného sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost doby scezování na zrnitosti sladu (viz Obr. 13), resp. na obsahu moučky byla zřejmá jako v případě plzeňského a mnichovského sladu. Tato závislost však opět není statisticky významná (p = 0,2288 pro interval spolehlivosti 0,95). Scezování sladiny z nejjemnější pšeničné sladové tluče trvalo přes 40 minut, což je téměř dvojnásobná doba oproti zbylým třem sladům. - 37 -

5.3 Závislost dynamické viskozity sladiny na zrnitosti sladu Následující bodové grafy znázorňují jednotlivé závislosti dynamické viskozity na zrnitosti sladu, ze kterých byla sladina vařena. Osa x udává procentický podíl moučky jednotlivých zrnitostí. Na ose y je pak znázorněna doba scezování sladiny. 5.3.1 Plzeňský slad Obr. 14 Závislost dynamické viskozity sladiny vařené z plzeňského sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Vliv zrnitosti sladu na viskozitu sladiny z tohoto sladu vařené nebyl statisticky průkazný (p = 0,3766 při intervalu spolehlivosti 0,95). Sladiny z hrubého a středního zrnění měly podobné hodnoty viskozity. U sladiny vařené z jemné směsi sladové tluče byl naopak nárůst viskozity obrovský. (viz Obr. 14) - 38 -

5.3.2 Mnichovský slad Obr. 15 Závislost dynamické viskozity sladiny vařené z mnichovského sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost zrnitosti na viskozitě se nepotvrdila ani u mnichovského sladu - byla statisticky vysoce neprůkazná (p = 0,3970 při intervalu spolehlivosti 0,95). Viskozita u jednotlivých vzorků začínala výše než u pšeničného sladu a trend odskočení viskozity u jemně zrnitého sladu byl podobný jako u pšeničné varianty. (viz Obr. 15) - 39 -

5.3.3 Barvící slad Obr. 16 Závislost dynamické viskozity sladiny vařené z barvícího sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost zrnitosti sladu na viskozitě sladiny se u barvícího sladu neprokázala. Je statisticky vysoce neprůkazná (p = 0,9749 při intervalu spolehlivosti 0,95). V tomto případě u barvícího sladu neexistuje ani žádný trend směřující k prokázání takovéto závislosti, podobně jako při době scezování. (viz Obr. 16) - 40 -

5.3.4 Pšeničný slad Obr. 17 Závislost dynamické viskozity sladiny vařené z pšeničného sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost zrnitosti sladu na viskozitě sladiny je u pšeničného sladu statisticky průkazná (p = 0,0375). Měření v tomto případě potvrdilo hypotézu o přímé úměře zrnitosti sladové tluče a velikostí viskozity sladiny vařené z pšeničného sladu (viz Obr. 17). Za neprůkaznost prvních tří vzorků může být zodpovědná vyšší koncentrace β - glukanů a arabinoxylanů tyto hlavní neškrobové polysacharidy ve sladu jsou zodpovědné za problémy se scezováním sladiny a významně ovlivňují její viskozitu. (Szwajgier, 2011) - 41 -

5.4 Závislost extraktu sladiny na zrnitosti sladu Následující bodové grafy znázorňují jednotlivé závislosti hodnoty extraktu na zrnitosti sladu, ze kterých byla sladina vařena. Osa x udává procentický podíl moučky jednotlivých zrnitostí. Na ose y je pak znázorněna hodnota extraktu sladiny v hmotnostních procentech. 5.4.1 Plzeňský slad Obr. 18 Závislost hodnoty extraktu sladiny vařené z plzeňského sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Podle p = 0,2363 vyplývá, že závislost extraktu na zrnitosti sladu u plzeňského sladu je statisticky neprůkazná (viz Obr. 18). Rozdíl mezi hrubou a střední zrnitostí byl malý. Ze sladiny vařené z jemně šrotovaného sladu se získala sladina o více než procento vyšším extraktem. - 42 -

5.4.2 Mnichovský slad Obr. 19 Závislost hodnoty extraktu sladiny vařené z mnichovského sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost extraktu na zrnitosti u mnichovského sladu je s p = 0,1399 je poněkud přímější, než tomu bylo u plzeňského sladu, ale stále je statisticky neprůkazná (viz Obr. 19). Při jemné zrnitosti sladu sladina měla oproti plzeňskému o půl procenta menší extrakt a přitom o 3 % více moučky. Z toho lze usuzovat, že mnichovský slad je obecně méně extraktivní než plzeňský. - 43 -

5.4.3 Barvící slad Obr. 20 Závislost hodnoty extraktu sladiny vařené z barvícího sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost extraktu sladiny na zrnitosti sladu při p = 0,160 je statisticky neprůkazná (viz Obr. 20). Hodnoty extraktu u barvícího sladu byly nejmenší ze všech sledovaných vzorků a u jednotlivých zrnitostí se lišily v řádek setiny procenta. Toto se ale předpokládalo, jelikož barvící slad se přidává do směsi sladů jen kvůli barvě a chuti v minimálním množství. - 44 -

5.4.4 Pšeničný slad Obr. 21 Závislost hodnoty extraktu sladiny vařené z pšeničného sladu na zrnitosti sladu (určené podílem moučky), ze kterého byla sladina uvařena Závislost extraktu sladiny z pšeničného sladu na zrnitosti nebyla ani v tomto případě statisticky dokázána (viz Obr. 21). Přesto je trend zvyšování hodnoty extraktu při vyšším vymletí sladu jasně patrný, ze zkoumaných vzorků nejpatrnější. Hodnoty extraktu jsou z pšeničného sladu při dané zrnitosti velmi podobné hodnotám plzeňského sladu. Naopak v zrnitosti je poměrně velký rozdíl pšeničný slad je tvrdší než ječné slady, a proto obsahuje mnohem menší podíl moučky. Z toho vyplývá, že pšeničný slad by měl být za při stejném podílu moučky extraktivnější. Obecně lze tedy souhlasit s tím, že jemnější zrnitost sladu má za následek vyšší výtěžnost extraktu ve sladině, i vyšší viskozitu (sice se statisticky neprokázalo u všech vzorků, ale závislosti na tento trend ukazují) než hrubší zrnění. Oproti tomu však jemnější zrnění způsobuje navýšení doby scezování. Toto potvrzují ve své práci i Tippmann, Voigt a Sommer (2008). - 45 -

5.5 Závislost dynamické viskozity sladiny na dobu scezování Následující bodový graf (viz Obr. 22) znázorňuje závislost dynamické viskozity na době scezování u všech zkoumaných sladin. Osa x udává dobu scezování v minutách. Osa y uvádí dynamickou viskozitu v mpa.s. Obr. 22 Vliv dynamické viskozity na době scezování sladiny pro všechny zkoumané vzorky sladin a vyhodnocení t testu Závislost viskozity na době scezování sladiny se ukázala jako statisticky vysoce průkazná - p = 0,0010 při intervalu spolehlivosti 0,95 (viz Obr. 22). Existuje tudíž přímá závislost mezi těmito hodnotami, což se ovšem očekávalo. - 46 -

5.6 Závislost hodnoty extraktu na době scezování sladiny Následující bodový graf (viz Obr. 23) znázorňuje závislost hodnoty extraktu na době scezování ze všech zkoumaných sladin. Osa x udává dobu scezování v minutách. Osa y uvádí hodnotu extraktu v %. Obr. 23 Závislost hodnoty extraktu na době scezování sladiny pro všechny zkoumané vzorky sladin a vyhodnocení t testu Vztah mezi extraktem a dobou scezování není statisticky průkazný (p = 0,1559 pro interval spolehlivosti 0,95). Toto je patrné i z nerovnoměrného rozložení bodů v grafu (viz Obr. 23). Při vypuštění údajů barvícího sladu ze souboru již je závislost vysoce průkazná (viz Obr. 24). - 47 -

Obr. 24 Závislost hodnoty extraktu na době scezování sladiny pro plzeňský, mnichovský a pšeničný slad - 48 -

5.7 Závislost extraktu na viskozitě Následující bodový graf (viz Obr. 25) znázorňuje závislost hodnoty extraktu na dynamické viskozitě ze všech zkoumaných sladin. Osa x udává hodnotu dynamické viskozity v mpa.s. Osa y uvádí hodnotu extraktu v %. Obr. 25 Závislost hodnoty extraktu na dynamické viskozitě pro všechny zkoumané vzorky sladin a vyhodnocení t testu Závislost extraktu na viskozitu se ukázala jako statisticky neprůkazná při p = 0,7101. Z grafu na Obr. 25 lze usuzovat, že neprůkaznost této závislosti způsobuje velký rozptyl hodnot způsobený údaji barvícího sladu. Po odebrání hodnot barvícího sladu ze souboru se tato závislost ukázala jako vysoce průkazná s p = 0,0018 (viz Obr. 26). - 49 -

Obr. 26 Závislost hodnoty extraktu na dynamické viskozitě pro plzeňský, mnichovský a pšeničný slad. - 50 -

6 ZÁVĚR Závislost doby scezování na zrnitosti sladu se statisticky neprokázala ani v jednom případě. Na hranici průkaznosti však byla tato závislost u plzeňského sladu (p = 0,0519). U mnichovského a pšeničného sladu byl trend zvyšování doby scezování s jemnější zrnitostí sladů taktéž viditelný. Z údajů o době scezování sladiny v pivovaru Richard je patrné, že nejrychleji se scezuje světlý ležák (jen z plzeňského sladu) s průměrem 154 minut. O něco více 159 minut se v průměru scezuje sladina s podílem pšeničného sladu a nejdéle 176 minut se scezuje sladina tmavého ležáku. V našem případě se nejrychleji scezovala sladina vařená z plzeňského sladu. Nejdéle trvalo scezení sladiny z jemně šrotovaného pšeničného sladu. Sladina z barvícího sladu se scezovala v průměru také poměrně dlouho částečně za to mohlo jeho zrnění, které bylo jemnější než u ostatních sladů, jelikož má mnohem křehčí zrna a tudíž největší podíl moučky. V případě pšeničného ležáku je za delší dobou scezování pravděpodobně přítomnost až třetiny pšeničného sladu ku sladu plzeňskému. V případě tmavého ležáku má na dobu scezování vliv spíše mnichovský a karamelový slad, které dohromady tvoří třetinu navážky a barvící jen něco přes 2%, což nemůže mít na dobu scezování vliv. Sám o sobě se přidává do směsí sladů jen v malém množství pro své senzorické vlastnosti, nikoliv pro svou extraktivnost. Závislost dynamické viskozity sladin na zrnitosti sladu, z nějž byla vařena, se statisticky průkazně projevil jen v případě pšeničného sladu (p = 0,0375). Viskozita bývá ovlivňována mnoha faktory zejména různými druhy sacharidů, β glukany a dalšími rozpuštěnými vysokomolekulárními látkami. Závislost hodnoty extraktu sladiny (která se získala tabulkově z hustoty sladiny) na zrnitosti sladu, z nějž byla vařena, se statisticky neprokázala ani u jednoho ze sladů. Trend zvyšování hodnoty extraktu s rostoucím podílem moučky u těchto závislostí byl jasně viditelný, ale také kvůli menšímu počtu měření se ho nepodařilo statisticky prokázat. Závislost mezi viskozitou sladiny a dobou jejího scezování byla statisticky vysoce průkazná (p = 0,0010), což se ovšem předpokládalo. - 51 -