Курсовик1
Корзина 0 0 руб.

Работаем круглосуточно

Доступные
способы
оплаты

Свыше
1 500+
товаров

Каталог товаров

Проектирование участка подготовки пивного сусла к сбраживанию

В наличии
50 руб. 500 руб.
Экономия: 450 руб. (-90%)

Скачать уникальный проект на тему Проектирование участка подготовки пивного сусла к сбраживанию

После нажатия кнопки В Корзину нажмите корзину внизу экрана, в случае возникновения вопросов свяжитесь с администрацией заполнив форму

При оформлении заказа проверьте почту которую Вы ввели, так как на нее вам должно прийти письмо с вашим файлом


1. Исходные данные:

Годовая производительность по пиву – _600_ тыс.дал в год

Сорт пива – __Щербаковское оригинальное светлое_,

экстрактивность начального сусла –____13_____%

Плотность сусла______________1,0526_________кг/дм3

Рецептура: Солод светлый – ____80___________ %

Ячмень – ____ 15____________%

Сахар - _____5_____________%

Солод темный - ___________________%

Солод карамельный - ______________%

Количество загружаемых зернопродуктов (засыпь) – _3000__ кг/варку

Дата выдачи задания __________________.2023 г. Срок выполнения работы 30.12.2023 г.

Выдал задание руководитель __________________________ (Т.М.Панова/Л.Г. Старцева)

(подпись)

Задание принял обучающийся__________________________(______________________)

(подпись)

Содержание

Введение...................................................................................................................................3

1 Аналитический обзорный...................................................................................................................................4

1.1 Необходимость подготовки пивного сусла.....................................................................................................................................4

1.2 Аппаратурное исполнение технологии подготовки пивного сусла к брожению.....................................................................................................................................12

2 Технологическая часть...................................................................................................................................16

2.1 Выбор и обоснование схемы технологического процесса.....................................................................................................................................16

2.2 Схема участка.....................................................................................................................................17

2.3 Описание схемы.....................................................................................................................................18

2.4 Характеристика исходного сырья и материалов.....................................................................................................................................19

2.5 Характеристика готовой продукции.....................................................................................................................................22

3 Продуктовый расчёт 25

4 Расчет водопотребления...................................................................................................................................41

5 Тепловые расчёты...................................................................................................................................44

6 Расчет холода...................................................................................................................................49

7 Расчет основного технологического оборудования...................................................................................................................................55

Список литературы...................................................................................................................................61

Введение

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом (диоксидом углерода), образовавшимся в процессе брожения. Оно не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека, способствует лучшему обмену веществ.

Пивоварение является одним из древнейших производств. Предполагается, что еще за 7 тыс. лет до н.э. в Вавилоне варили пиво из ячменного солода и пшеницы. Затем способ приготовления пива распространился в Древнем Египте, Персии, среди народов, населявших Кавказ и юг Европы, а позже - по всей Европе.

В настоящее время производственные мощности в России по производству пива составляют около 400 млн дал, солода 500 тыс. т, безалкогольных. Многие предприятия работают не на полную мощность, но в последние годы наблюдается постоянный рост производства напитков. В настоящее время предприятия производят около 280 млн дал пива, 300 тыс. т солода. Около 4% пива поступает по импорту.

Среднедушевое потребление пива в России в зависимости от региона составляет 17-27 л на человека в год (в Германии - 146, в Великобритании - 120, в Чешской Республике - 160, в Ирландии ~ 140, в Германии - 140, в Дании -- 120, в Австрии - 120. По мнению специалистов, потребление пива в количестве 120-150 л на человека в год является максимальным. Производство пива на душу населения в Санкт-Петербурге приблизилось к европейскому уровню - 124 л, притом, что в среднем по России оно составило 22 л, а в Москве - 34 л.

Цель данной работы – провести расчет технологического процесса подготовки пивного сусла к сбраживанию согласно исходным данным.

1 Аналитический обзорный

1.1 Необходимость подготовки пивного сусла

Классическая технология производства пива включает следующие основные этапы: получение солода из ячменя, приготовление сусла, сбраживание сусла, выдержку (дображивание) пива, обработку и розлив пива. Это длительный сложный процесс, который длится 60—100 дней и во многом зависит от квалификации пивовара. Несмотря на то, что исходным сырьем являются одни и те же компоненты, качество пива, вырабатываемое разными предприятиями, различно.

Получение солода. В пивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но и того комплекса органических (прежде всего водорастворимых Сахаров) и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получить пивное сусло, пригодное для сбраживания. Чем больше в солоде накопится простых Сахаров, необходимых для брожения, тем активнее будет идти сам процесс сбраживания и тем больше накопится спирта.

Ячмень, используемый для приготовления солода, замачивают в специальных чанах с водой с температурой 12— 17 °С. В зерне, по мере возрастания влажности, активизируются клеточные ферменты и ускоряются катализируемые ими биохимические процессы. Это приводит к резкому повышению интенсивности дыхательных процессов и ускорению гидролиза полисахаридов до простых Сахаров, необходимых для этих биохимических процессов. Замачивание приостанавливают при достижении влажности зерна 42— 45% при производстве светлого солода и 45—47% — темного.

Потери сахаров на процессы дыхания в период замачивания достигают 1,5%, при этом наибольшую активность приобретают амилолитические и протеолитические процессы.

Для проращивания замоченное зерно направляют в солодовни различных конструкций (ящики или барабанные установки). Процесс солодоращения проводят при температуре 15—19°С и хорошей аэрации зерна в течение 5—8 суток. При этом эндосперм зерна к концу соложения размягчается и легко растирается за счет гидролиза крахмала амилазами, а гемицеллюлоз — цитазой (комплексом ферментов). В проращиваемом зерне накапливаются растворимые сахара — мальтоза, глюкоза, фруктоза и другие сахара, придающие солоду сладковатый вкус. При гидролизе фитина ферментом фитазой образуются инозит и кальций-магниевая соль фосфорной кислоты. Присутствие инозита в сусле стимулирует жизнедеятельность дрожжей, а фосфорная кислота определяет кислотность солода и сусла.

За счет активизации протеолитических процессов (протеиназ, пептидаз и амидаз) сложные комплексы азотистых соединений гидролизуются с образованием растворимых белков, пептонов, аминокислот, аммиака.

В процессе проращивания зерна, наряду с гидролизом, протекают и процессы синтеза физиологически активных соединений. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины группы В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина (до 210 мг на 100 г сухого вещества). В дальнейшем при химическом взаимодействии продуктов гидролиза с активными соединениями образуются новые, свойственные проросшему и высушенному зерну, ароматические и вкусовые вещества. Поэтому из сырого (зеленого) солода нельзя получить пиво.

Для придания необходимых свойств и хорошей сохраняемости солод сушат при различных температурных режимах до остаточной влажности 2—3,5%. Различные температурные режимы и продолжительность сушки позволяют получить солод с разными показателями качества и соответствующими технологическими свойствами. Именно от качества исходного солода, в свою очередь, будет зависеть тип производимого пива (светлое, полутемное, темное).

Для выработки отечественных сортов пива получают солод следующих видов: светлый, темный, карамельный и жженый.

Светлый солод получают высушиванием проросшего ячменя в течение 16 ч при постепенном повышении температуры с 25—30 до 75—80°С. В зависимости от качества светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эндосперм и высокую осахаривающую способность. Используют его для большинства сортов пива.

Для получения темного солода проросшее зерно сушат 24—48 ч при более высокой температуре, достигающей 105°С в конце процесса. Темный солод на классы не подразделяют. Помимо коричнево-желтой окраски темный солод отличается от светлого хрупкостью эндосперма и меньшей осахаривающей способностью. Используют его для темных сортов пива.

Карамельный солод в зависимости от качества делят на два класса: первый и второй. По окраске он может быть от светло желтого до буроватого с глянцевым отливом. Для его производства используют сухой или зеленый солод с повышенным содержанием Сахаров, который обжаривают при температуре 120—170°С. Поскольку при такой высокой температуре происходит карамелизация Сахаров, а также процессы Майара, то вид зерна на срезе представляет собой спекшуюся коричневую массу. Для этого вида солода не допускается обугливание зерна.

Жженый солод— это темнокоричневые зерна, без черного цвета. Его готовят из зеленого солода путем предварительного увлажнения и последующего обжаривания при температуре 210—260°С. В результате формируются вкус и запах, напоминающий кофейный, без привкуса горелого и горечи. Вид зерна на разрезе представляет собой темнокоричневую, но не черную массу.

В процессе сушки и обжарки солода происходят интенсивные химические процессы с образованием специфических ароматических и красящих веществ. Накопившиеся в результате гидролиза пентозы преобразуются в фурфурол и другие альдегиды и ароматические вещества, обусловливающие запах солода (ржаной корочки). Окрашенные компоненты солода — это продукты разрушения Сахаров в результате карамелизации и меланоидинообразования, протекающие наиболее интенсивно при температурах выше 80°С. Меланоидины, обладающие поверхностно-активными свойствами, являются хорошими пенообразователями, и поэтому темные сорта пива дают более обильную пену.

Солод после сушки освобождают от ростков, поскольку они придают ему гигроскопичность и горький вкус за счет присутствия алкалоида горденина. Необходимость проведения этой операции связана еще и с тем, что в ростках накапливаются аминокислоты, которые, попадая в сусло, являются источником образования сивушных масел при сбраживании. Солод приобретает окончательную готовность к использованию только после 3—5-недельной отлежки (дозревания) на складах.

Готовый солод полируют, освобождая от остатков ростков и загрязнений, пропускают через магнитные аппараты, а затем подают на солодовые дробилки. От степени дробления солода зависит в дальнейшем скорость осахаривания крахмала, уровень экстрактивности сусла, продолжительность фильтрования.

Приготовление сусла. Дробленый солод, и при необходимости несоложеные материалы, смешивают с горячей водой в соотношении 1:4. Полученную смесь медленно перемешивают при подогревании до температуры 50—52 °С в течение 10—30 мин. 15—20 % растворимых веществ солода при этом переходят непосредственно в раствор без ферментативной обработки. Одновременно происходит ферментативный гидролиз водонерастворимых азотистых веществ и фитина. Затем смесь переводят в заторные чаны, где под действием ферментов солода происходят дальнейший гидролиз и превращение водонерастворимых веществ сырья в водорастворимые, формирующие экстракт будущего сусла. Для обеспечения максимального перехода веществ в раствор затор медленно нагревают при постоянном перемешивании до 70—72 °С (настойный метод).

При другом (декокционном) способе 1/3 затора перекачивают в кипятильный котел, где кипятят 15—30 мин, после чего объединяют и перемешивают с остальной частью затора. Повторяя эту операцию 2—3 раза, доводят температуру всего затора до требуемого значения. При этом длительность всего процесса приготовления затора составляет 3—3,5 ч. Это затирание солода необходимо для дальнейшего ферментативного гидролиза крахмала. Последовательность превращений крахмала при гидролизе под действием амилаз такова:

♦ крахмал—амилодекстрины—эритродекстрины—ахродекстрины;

♦ мальтодекстрины—мальтоза—глюкоза.

Наряду с полным осахариванием крахмала до глюкозы в заторе завершается протеолиз белков, продукты которого играют большую роль в формировании органолептических свойств и устойчивости пива при хранении.

Осахаренный затор затем направляют на фильтрование для отделения жидкой части сусла от твердой фазы затора. При этом фильтрующий слой образует сама твердая фаза затора — пивная дробина (негидролизуемые компоненты, клеточные оболочки, коагулированные при нагревании белки), оседающая на сетках фильтрационных чанов, фильтр-прессов, применяемых для фильтрования пивного сусла. Отделять пивную дробину молено и с помощью саморазгружающихся центрифуг.

Отфильтрованное сусло и полученные после промывания дробины воды переводят в сусловарочный котел для кипячения с хмелем, упаривания до нужной концентрации и стерилизации. При высокой температуре полностью инактивируются ферменты и коагулирует часть растворимых белков, а горькие и ароматические вещества хмеля растворяются в сусле. При этом крупные хлопья коагулированного белка, оседая, захватывают частицы мути и тем самым осветляют сусло.

Хмелевая а-кислота (гумулон), которая при кипячении переходит в изогумулон (хорошо растворимый в воде), является в основном источником своеобразной горечи, свойственной пиву. Растворимость (3-кислоты незначительна, а мягкая смола гидролизуется с образованием (3-смолы и отщеплением изобутилового альдегида и уксусной кислоты, участвующих в формировании специфического аромата и вкуса как сусла, так и пива. Норма расхода хмеля, в зависимости от сорта пива и его рецептуры, составляет от 22 до 45 г/да л.

Охмеленное сусло, доведенное до нужной плотности, пропускают через хмелецедильник, охлаждают до 4—6°С, а затем освобождают от коагулированных белков с помощью сепараторов. Во время этих операций сусло окончательно осветляется и насыщается кислородом, что необходимо для развития дрожжей.

Качество готового пива во многом зависит от способа приготовления пивного сусла. Известно большое количество способов изменения технологии приготовления сусла, направленных на повышение эффективности извлечения полезных компонентов из солода и несоложенного сырья путем разрушения межмолекулярных связей углеводных составляющих зернового сырья.

Известен способ приготовления пивного сусла с предварительным воздействием на солод и несоложенное сырье некогерентным лазерным излучением [5, с.132]. Недостатком этого способа является большой расход зернового сырья, длительность производственного процесса и недостаточно высокое качество пивного сусла.

Известны способы получения сусла из зернопродуктов с применением энергии электромагнитного излучения (при длине волны в диапазоне 0,6-1,6 мкм в течение 10-15 секунд при плотности потока 10-15 кВт/см2), воздействующего на ячменный солод и несоложенное сырье перед его затиранием [патент РФ №2146699; опубл. 20.03.2000; Бюл. №8] или воду, обработанную постоянным магнитным полем и применяемую для затирания (величина магнитной индукции в зоне обработки 30-120 мТл) [патент РФ №94034365, МПК 6C12C 007/00].

При использовании способа в сусле увеличивается содержание редуцирующих сахаров на 5,3-18,3%, а аминного азота на 0,45-7,5% и массовой доли сухих веществ на 6,54-11,0% по сравнению с контролем. Однако способ не предотвращает закупорки пор фильтрующих элементов.

Известен способ приготовления затора, предусматривающий затирание зерна и солода и их термообработку паром в поле акустических колебаний, при этом зерно и солод перед затиранием пропитывают сжиженным газом; при последующем сбросе давления до атмосферного впитанный сырьем сжиженный газ вскипает с резким увеличением объема, что приводит к вспучиванию сырья и его клеточных мембран [патент РФ №2122572; опубл. 27.11.1998; Бюл. №33].

Применение способа позволяет ускорить осахаривание затора (на 10-25%) и увеличить выход экстрактивных веществ на 1,5-2,0%. Способ не предусматривает непосредственного воздействия на процесс фильтрации затора или автоматизированного контроля над качеством промежуточного продукта.

Все указанные способы приготовления пивного сусла способствуют повышению извлечения полезных компонентов из сырья, однако незначительно влияют на процессы фильтрации затора и не устраняют периодической забивки пор фильтров составными компонентами затора. Основными недостатками перечисленных способов являются так называемые «проблемы фильтрации», приводящие к закупорке пор фильтрующих элементов и требующие периодической промывки затора над фильтрационными ситами опресненной водой; установки постоянно функционирующих механических мешалок над фильтроэлементами; подачи снизу к фильтроэлементам подогретых промывных вод для предотвращения преждевременной температурной коагуляции растворимых элементов фильтрующегося затора и даже изменения конфигурации емкости чана фильтрации (применение двойного дна, с приданием ему конической формы, применение ножей-рыхлителей слоя пивной дробины и др.) [Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т., Баланов П.Е. «Технология пивного сусла», Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Изд-во «Феникс», 2006 г., с.121-123, 129-134].

Известен способ ускорения процесса фильтрации сусла путем применения вместо фильтр-чанов пресс-чанов, обеспечивающих увеличение разницы давлений до и после фильтрационных сит [Кунце В. «Технология солода и пива», СПб., Изд-во «Профессия», 2003 г., с.270-280].

Способ практически вдвое сокращает длительность фильтрации, но затрудняет процессы выщелачивания дробины, что приводит к большим потерям полезных компонентов с дробиной.

Известен заторно-сусловарочно-фильтрационный аппарат, использующий способ ускорения фильтрации пивного сусла путем вращения фильтрующего элемента, выполненного в виде полого перфорированного цилиндра, внутри которого среду (сырье) перемешивают воздушными потоками, подаваемыми через полый перфорированный вал [патент РФ №2167194 С1; опубл. 20.05.2001; Бюл. №14].

Центрифугирование цилиндра с суслом при перфорированных стенках (т.е. через фильтры) действительно существенно ускоряет процессы фильтрации, но перемешивание сусла путем подачи воздушных струй нарушает ферментативные процессы, происходящие в заторе в различные фазы расщепления крахмала, что снижает эффективность выщелачивания зерновой составляющей затора. Кроме того, считается, что процесс фильтрации в фильтр-чане осуществляется проще, поэтому не получили широкого применения центрифуги и вакуумные фильтры [9, с.169].

Этих недостатков лишен способ непрерывного приготовления сусла, включающий непрерывную энзиматическую конверсию солода в одном вращающемся дисковом реакторе и отделение отработанного зерна от бражки (сусла) в сепараторе, причем фильтрация осуществляется с применением мембранных фильтров при использовании многоэтапных противоточных фильтровальных аппаратов [патент РФ №2096445; опубл. 20.11.1997; Бюл. №32].

Однако метод чрезвычайно дорогостоящий и требует радикальной реконструкции пивоваренных заводов, при этом не предусмотрена автоматизация контроля над технологическим процессом.

Все указанные нововведения недостаточно ускоряют процесс фильтрования затора и не затрагивают автоматизации процесса. Известно также, что автоматизация процесса приготовления сусла и фильтрации затора до сих пор находятся в стадии опытов. Известно многофункциональное управление фильтрованием путем непрерывного считывания и анализа текущих параметров: скорости потока, глубины погружения разрыхлителя, оборотов разрыхлителя, плотности сусла, мутности сусла и его уровня в фильтрационном аппарате [16, с.121-124].

Известно, что в процессе фильтрации при прохождении сусла через дробину захватываются и перемещаются в основном тонкие частицы суспензии, тем самым постепенно снижается проходимость фильтрующего слоя; при этом дробина, сначала облегченная жидкостью, в процессе фильтрования прилегает в зависимости от интенсивности стока более или менее плотно к фильтрационному ситу, забивает отверстия в сите и тем самым снижает его пропускную способность. Даже при нормальной фильтрации дробина так плотно прилегает к дну, что для свободного прохождения остается едва ли 1% от общей поверхности фильтрационного сита. [23, с.179].

1.2 Аппаратурное исполнение технологии подготовки пивного сусла к брожению

Принципиальная технологическая схема производства пива состоит из следующих этапов: очистка солода и ячменя, дробление зернопродуктов, получение пивного сусла (приготовление и фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, отделение от хмелевой дробины, охлаждение, осветление и аэрирование сусла), подготовка дрожжей, сбраживание пивного сусла, дображивание и созревание пива, фильтрование и розлив готового пива.

Рис. 1 Аппаратурная схема производства

1. Подготовка

Соложение — начало процесса преобразования питательных веществ ячменя в форму, благоприятную для роста дрожжевых клеток и брожения. Содержащиеся в ячменном зерне углеводы не растворимы в воде, и поэтому ячмень нуждается в дополнительной обработке. Соложение включает замачивание, проращивание ячменя, а затем сушку свежепроросшего («зеленого») солода и удаление ростков.

Приготовление солода осуществляется в специальных помещениях, называемых солодовнями. Большинство пивоваренных заводов не имеет собственных солодовен для изготовления солода, а пользуется услугами поставщиков. Солод хранится на заводе в специальных силосах.

2. Дробление

Первым делом солод направляется в солододробилку для измельчения. Это обеспечивает максимальное растворение в воде его экстракта и хорошую скорость фильтрования, степень осветления. В результате дробления получается смесь шелухи, крупной и мелкой крупки, муки. По способу дробления различают следующие виды: сухое дробление, сухое дробление с кондиционированием, замочное кондиционирование (оболочку увлажняют, размягчают, из внутренних частей получают муку).

3. Затирание

Затирание — это процесс перевода всех ценных веществ зерна в экстрактивный раствор и приготовление пивного сусла. В процессе затирания под воздействием температуры и при нескольких температурных паузах происходит растворение частиц солодового помола (переход их в раствор в результате деятельности активных ферментов) и преобразование крахмала в более простые виды сахаров. По окончании этой стадии сусло приобретает сладкий вкус. Оставшиеся нерастворимые составные части позднее будут отделены в фильтрационном чане в виде пивной дробины.

Искусство пивовара как раз и заключается в том, чтобы найти оптимальные температуры; температуры — это особый рецепт пива, который хранится в секрете. По сути, пиво изобретается именно на этом этапе.

4. Фильтрация

Готовый затор после затирания перекачивается в специальный фильтр-чан, где происходит фильтрация первоначального сусла. Это необходимо, так как в заторе кроме экстракта сусла содержатся оболочка и внутренняя часть солода, так называемая дробина. Она является побочным продуктом, который необходимо отделить от сусла. Если сусло получается недостаточно прозрачным, его прогоняют через фильтр еще раз. Чем прозрачнее сусло, тем лучше получится пиво.

5. Кипячение

На этой стадии масса поступает в сусловарочный котел, где происходит его кипячение с добавление хмеля в один или несколько приемов — «охмеление сусла». Как правило, хмель, который был добавлен на раннем этапе кипячения, придает пиву специфический вкус — горечь. Добавление хмеля в конце процесса кипячения придает напитку аромат и смягчает горечь. Кипячение может длиться от 60 до 120 минут. Хмель придает пиву специфический вкус и аромат, повышает его стойкость при хранении.

Количество и сорт добавляемого хмеля зависит от сорта пива, которое варится. Именно хмель принято считать «душой пива». На этой же производственной стадии сусло доводится до определенной плотности, которая на этикетке выражается в процентном отношении и называется «экстрактивная плотность начального сусла».

6. Осветление и охлаждение охмеленного сусла

Полученное горячее сусло перекачивают в специальный аппарат — гидроциклон, объемом одной варки, для осветления путем осаждения мелких взвешенных частиц хмеля и белка. Принцип действия аппарата таков: струя потока пивного сусла направлена тангенциально, поэтому внутри аппарата происходит вращение сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в виде конуса в центре днища аппарата. После оседания твердых частиц сусло становится светлым и снимается с осадка, сначала с верхних уровней гидроциклона, а затем с нижних по мере увеличения прозрачности.

2 Технологическая часть

2.1 Выбор и обоснование схемы технологического процесса

Приготовление пива можно разделить на следующие стадии:

- соложение

- варка

- брожение

- осветление

- созревание

- фильтрация

- осветление

- пастеризация

- розлив

Характеристика комплексов оборудования

Начальные стадии технологического процесса выполняются при помощи комплексов оборудования для измельчения солода и приготовления пивного сусла (варочные агрегаты, заторные и сусловарочные аппараты, фильтрационные аппараты и фильтр-прессы, гидроциклонные и хмелеотборные аппараты).

Следующим идет комплекс оборудования линии для охлаждения и осветления пивного сусла, состоящий из холодильных компрессионных установок, теплообменньгх аппаратов и пластинчатых теплообменников, отстойных аппаратов и сепараторов.

Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для брожения (дображивания) пива и состоит из бродильных аппаратов и танков, установок для непрерывного брожения и дображивания.

Завершающим является комплекс оборудования линии для осветления пива, включающий фильтр-прессы, диатомитовые установки, фильтры и сепараторы для осветления пива, а также упаковочное оборудование.

2.2 Схема участка

2.3 Описание схемы

Отлежавшийся дробленый солод проходит магнитную очистку в магнитоуловителе 4 и подается в заторный аппарат 1, где смешивается с теплой водой и перемешивается. По окончании перемешивания (затирания) часть заторной массы (около 40 %) перекачивают в другой заторный аппарат 61, где нагревают до температуры осахаривания (около 70 °С), а по окончании осахаривания—до кипения. При кипячении крупные частицы солода развариваются, после чего первую отварку возвращают в первый аппарат. При смешивании кипящей части затора с затором, оставшимся в аппарате первом, температура всей массы достигает 70 °С. Затор оставляют в покое для осахаривания.

По окончании осахаривания часть затора снова перекачивают во второй аппарат (вторая отварка) и нагревают до кипения для разваривания крупки. Вторую отварку возвращают в первый аппарат, где после смешивания обеих частей затора температура его повышается до 75...80 °С. Затем весь затор перекачивают в фильтрационный аппарат 3. Прозрачное сусло стекает в сусловарочный аппарат 6.

В аппарате 6 сусло кипятится с хмелем. При кипячении сусла выпаривается некоторое количество воды, происходят частичная денатурация белков сусла и его стерилизация. Горячее охмеленное сусло спускают в хмелеотделитель, где вываренные хмелевые лепестки задерживаются, а сусло перекачивается в сборник горячего сусла 7,

Горячее сусло из сборника 7 подается в центробежный тарельчатый сепаратор 8, в котором оно очищается от взвешенных частиц коагулированных белков. Из сепаратора 8 сусло нагнетается в пластинчатый теплообменник 9, где охлаждается до 5...6 °С и подается на участок брожения.

2.4 Характеристика исходного сырья и материалов

Вода — ее солевой состав и свойства играют большую роль в формировании качества пива. Поэтому к ней предъявляют требования по жесткости, активной кислотности (рН), вкусу и запаху, механической и микробиологической чистоте. Особо учитывается состав и соотношение в воде минеральных веществ. Для светлых сортов пива при меняют только мягкую воду (0,1—1,8 мг*экв/л), для темных — умеренно жесткую (1,8-3,5 мг*экв/л). По остальным показателям вода, используемая впивоварении должна соответствовать требованиям к питьевой воде.

Вода, являясь одним из основных видов сырья для приготовления сусла, одновременно служит необходимым вспомогательным материалом (при замочке ячменя, промывке дрожжей, мойке бродильно- лагерных емкостей, бочек, дрожжевых ванн. бутылок и др.).

По химическому составу воды судят о ее пригодности для изготовления того или иного сорта пива. В хорошей воде не должны присутствовать NaHCO3, NH3, CO2, HNO2. Допускается содержание NO3 не более 25 мг/л, Mn-0,2 мг/л, Fe-0,5 мг/л. Присутствие солей железа в большом количестве нежелательно, так как они взаимодействуют с дубильными веществами, в результате чего пиво приобретает чернильный цвет и вяжущий вкус.

Ячмень по составу экстрактивных веществ и их сбраживаемости более других злаковых культур пригоден для получения пивоваренного солода. Пленчатость же зерна ячменя играет положительную роль при фильтровании пивного сусла, обусловливая пористость фильтрующего слоя дробленого солода.

Наиболее важными требованиями к ячменю, используемому для солодоращения, являются хорошая прорастаемость зерна (90—95 %), достаточная крупность и выравненность, невысокая пленчатость (не более 10 % массы зерна), умеренное содержание белка (не ниже 8 и не более 12 %) и высокое содержание крахмала (до 65 %).

От качества и состава ячменя в значительной степени зависят потребительские достоинства и устойчивость пива в хранении. Так, чем выше пленчатость зерна, тем ниже экстрактивность и вкусовые свойства пива за счет горьких веществ, содержащихся в оболочках. Экстрактивность - это сумма всех веществ ячменя, выраженная в процентах к массе сухих веществ, которые переходят в раствор при определенных условиях. Этот показатель зависит от состава ячменя, так как в раствор переходят почти вся масса крахмала, часть некрахмальных полисахаридов и от 1/3-1/2 белковых веществ, сахара и другие соединения. В пивоваренном ячмене содержание крахмала составляет от 60 до 70 % на сухое вещество. Особенно слабо экстрактивным бывает пиво из ячменя с пониженной крахмалистостью. Этому способствует также повышенное содержание белка, в накоплении которого наблюдается обратная корреляция с количеством крахмала. Высокое количество белка, с одной стороны, препятствует разрыхлению эндосперма и извлечению из него экстрактивных веществ, с другой - способствует помутнению пива. Низкобелковые ячмени (ниже 8 %) дают пиво со слабой пеной и неполным вкусом.

Солод является основным материалом для производства пива. Такие характеристики солода, как вкус, цвет и запах зачастую играют решающую роль в определении типа пива, получаемого из него, а его качество напрямую влияют на качество пива. Поэтому получению солода уделяется особое внимание. Он получает свои характерные свойства именно при солодоращении, а также в зависимости от качества используемого для него зерна.

Пророщенный солод подвергают сушке теплым воздухом только после того, как установят степень его готовности, характеризуемую внешним видом и консистенцией. Запах солода в этом случае, что интересно, должен напоминать запах свежих огурцов. Сушка солода необходима для того, чтобы удалить избыточную влагу, из-за которой он может быстро и легко портиться и для перевода его в состояние, наиболее устойчивое для хранения. Высушивание солода завершает в нем химико-биологические процессы, вызывает появление соответствующего аромата, особенного для каждого типа солода, и придает солоду характерный цвет. После сушки требуется произвести удаление ростков и корешков из солода, которые могут способствовать повторному поглощению влаги. Этот процесс происходит с высушенным солодом в так называемой росткоотбойной машине.

Затем очищенный солод охлаждают и взвешивают и уже после этого помещают в специальное солодохранилище, где и происходит его отслеживание, сроком не менее 30 суток. Выдержанный таким образом солод уже используется в пивоваренном производстве.

Хмель —используют для придания пиву характерного аромата, специфического горьковатого вкуса и биологической стойкости при хранении. С участием хмеля формируются и такие показатели качества как цвет, прозрачность и пенообразование.

Для приготовления пива применяют хмелевые шишки — высушенные женские неоплодотворенные соцветия наиболее ценной частью хмеля является лупулин (хмелевая мука) — липкие зернышки светло-желтого цвета, накапливающиеся на внутренней стороне чешуек.

В технологическом отношении для производства пива наиболее важны горькие кислоты и смоль (10—26 % массы сухого хмеля), а также дубильные вещества (2—5 %) и эфирное масло (0,2—1 %).

Горькие вещества хмеля — это комплекс безазотистых соединений сложного химического состава. Горьким веществам хмеля свойственна высокая антибиотическая активность по отношению к микроорганизмам (молочнокислым бактериям и сарцинам) спонтанно развивающимся при изготовлении пива и ухудшающим его качество.

Дубильные вещества хмеля, относящиеся к группе катехинов, обусловливают терпкость вкуса сусла, его прозрачность и интенсивность окраски.

Эфирное масло хмеля, представленное смесью ароматических углеводородов и терпенов, играет определенную роль в образовании аромата пива, несмотря на то, что в процессе кипячения сусла большая часть эфирного масла улетучивается.

Для улучшения качества пива и полного использования экстрактивных веществ хмеля разработана технология производства молотого брикетированного хмеля, позволяющая уменьшить расход хмеля на 15 %. Применяют так же и хмелевые экстракты в соотношении 1:1.

Дрожжи для сбраживания сусла в пивоварении применяют преимущественно низовые расы (776, 11 47), обеспечивающие наиболее полное сбраживание сахаров и наилучшие органолептические свойства пива

2.5 Характеристика готовой продукции

Пиво «Щербаковское» — это светлый непастеризованный напиток от «Полевской варни».

Оно получило своё название в честь дореволюционного пивоваренного завода в селе Щербаковка.

Основные ноты вкуса — глубокий зерновой вкус в сбалансированном сочетании с лёгкой солодовой сладостью. Напоминает медовый эль цвета тёмного янтаря с благородным хмелевым букетом.

По органолептическим показателям пиво «Щербаковское оригинальное светлое» должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1

Таблица 1 – Органолептические показатели качества светлого пива «Щербаковское оригинальное светлое».

Наименование показателя

Характеристика

Прозрачность

прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений

Аромат и вкус

чистый вкус и аромат сброженного солодового напитка с хмелевой горечью и хмелевым ароматом без посторонних запахов и привкусов

Пена

высота пены, мм, – для пива с массовой долей сухих веществ в начальном сусле до 13 % включительно – не ниже 40;

свыше 13 % – не ниже 35;

пеностойкость, мин, – не менее 2,0

По физико-химическим показателям пиво «Щербаковское оригинальное светлое» по аналогу и проекту должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2

Таблица 2 – Физико-химические показатели пива «Щербаковское оригинальное светлое»

Наименование показателя

Норма

Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %

13,0

Массовая доля спирта, %, не менее

4,0

Кислотность, см31 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия на 100 см3 пива

1,9-3,2

Цвет, см3 0,1 моль/дм3 раствора йода на 100 см3 воды

0,5-1,5

Массовая доля двуокиси углерода, % не менее

0,33

Стойкость, сут, не менее

10

По микробиологическим показателям пиво «Щербаковское оригинальное светлое» по аналогу и проекту должно соответствовать нормам, указанным в таблице3

Таблица 3 – Микробиологические показатели пива «Щербаковское оригинальное светлое»

Наименование продукта

КМАФАнМ, КОЕ/см3, не более

Объем или масса продукта (см3, г), в которых

не допускаются

БГКП

(колиформы)

патогенные, в т.ч. сальмонеллы

дрожжи и

плесени

Пиво разливное

-

1,0

25

-

Пиво непастеризованное

-

-

-

-

- в кегах

-

3,0

25

-

- в бутылках

-

10,0

25

-

Пиво пастеризованное и обеспложенное

500

10

25

40

3 Продуктовый расчёт

Сначала выполняется расчёт количества промежуточных продуктов, готового пива и отходов производства, получаемых из 100 кг зернового сырья.

Для проведения продуктового расчёта используют данные табл. 3 и 4

Таблица 3 – Характеристика сырья, используемого в производстве пива

Сырьё

Влажность

W, %

Экстрактивность

(процент от сухих веществ)

Насыпная

плотность

(кг/м3)

Солод светлый*

Солод тёмный

Солод карамельный

Ячмень товарный

Ячмень очищенный

Рисовая крупа (сечка)

Мука ячменная

Мука кукурузная

Сахар-песок

Хмель (прессованный, гранулированный, экстракт)

5,6

5

6

15

14,5

15,5

15

15

0,15

11-13

76

74

72

75

76

85

72

76

99,55

530

530

530

630

650

600

400

400

800

В соответствии с инструкцией

ТИ 18-6-11-83 и РДМУ 18-5-18-63

Таблица 4 – Потери при производстве пива

Потери

Концентрация начального сусла, %

11

12

13

13*

14

14*

15

В варочном цехе:

- потери экстракта при затирании, % к сырью;

2,6

2,7

2,7

2,8

2,8

2,8

2,8

- с солодовой, хмелевой дробиной, на стадии осветления и охлаждения сусла, % к объему сусла

6

6

6

6

6

6

6,5

В отделении главного брожения, % к объему холодного сусла

2,3

2,3

2,3

2,3

2,3

2,3

2,6

В отделении дображивания, % к объему молодого пива

0,8

1

1

1

1

1

1

В отделении фильтрования, % к объему молодого пива

1,55

1,7

1,7

1,7

1,7

1,7

2

В отделении брожения и дображивания пива в ЦКБА. % к объему холодного сусла;

4,65

4,65

4,65

4,65

в т.ч. при фильтровании

1,55

1,55

1,55

1,55

При розливе, % к объему пива:

- в бутылки

- в бочки, кеги

- бестарная перевозка

2

0,5

0,33

При пастеризации пива в бутылках, % к объему пива, подлежащего пастеризации

2

* - темные сорта пива

3.1 Определение выхода экстракта в варочном цехе из

100 кг зернового сырья

3.1.1. Состав зернового сырья выражается в кг для каждого вида сырья и в сумме должна составлять:

ΣQi = 100 кг,

ΣQi =80+15+5=100

Где Qi – количество каждого вида сырья.

Потери солода при полировке, кг:

Пп = Qс ,

Пп = 80 * (0,5/100)=0,4 кг

где Qс – количество солода, кг;

– потери солода при полировке, %.

Потери солода при полировке составляют 0,5% к массе сырья, поступающего на полировку.

Количество полированного солода, кг:

Qпс = Qс – Пп

Qпс = 80 - 0,4= 79,6 кг

Количество сухих веществ в каждом виде сырья, кг:

– для полированного солода

Qсв 1 = Qпс ;

Qсв 1 = 79,6 * (100-5,6)/100 = 75,14 кг

– для других видов сырья

Qсв.сахар = 5 * (100-0,15)/100 = 4,99;

Q ячмень = 15 * (100-15)/100 = 12,75

где W – влажность каждого вида сырья, %.

Общее количество сухих веществ, кг:

Q =

Q = 75,14 +4,99+12,75=92,88 кг

Содержание экстрактивных веществ, кг:

– для солода светлого

Qэв сол. = Qcв 1 ;

Qэв сол. = 75,14 * (76 /100) = 57,1

– для других видов сырья

Qэв сахар = 4,99 * ( 99,55/100) = 4,96

Qячмень = 12,75 * (75/100) = 9,56

Общее количество экстрактивных веществ, кг:

Qэв = 57,1+4,96+9,56 = 71,62

Потери экстракта в варочном цехе, кг:

Пв = Q ,

Пв = 100 * (2,7/100) = 2,8 кг

iв –потери экстракта в варочном цехе, %.

Перейдёт в сусло экстрактивных веществ, кг:

Эс = Qэв – Пв

Эс = 71,62 – 2,7 = 68,92 кг

Результаты расчёта сводятся в таблице 5 отдельно для каждого сорта пива.

Таблица 5 – Результаты расчёта выхода экстракта

Показатели

Обозназзначение

Значение

Солод

Ячмень

Сахар

Расход сырья

Отходы при полировке

Масса полированного солода

Масса сухих веществ

Содержание экстрактивных веществ

Qi

Ппi

Qпсi

Qсвi

Qэвi

80

0,4

79,6

75,14

57,1

15

12,75

9,56

5

4,99

4,96

Общее содержание сухих веществ

Общее содержание экстрактивных веществ

Потери экстракта в варочном цехе

Количество экстрактивных веществ, переходящих в сусло

Qсв

Qэв

Пв

Эс

92,88

71,62

2,7

68,92

3.2 Определение количества промежуточных продуктов

и готового пива

3.2.1. Масса сусла, кг:

Qcус = Эс ,

Qcус = 68,92 * (100/13) = 530,15

где е – содержание сухих веществ в начальном сусле, % мас.

3.2.2 Объём сусла при t = 20 ºС, дал:

Vcус = ,

Vcус = 530,15/ 1,0526 *10 = 50,36

где d – плотность сусла при t = 20 ºС, кг/дал.

3.2.3. Объём горячего сусла при t = 100 ºС, дал:

= Vсус ∙ 1,04,

= 50,36 *1,04 = 52,37

где 1,04 – коэффициент объёмного расширения.

3.2.4. Потери сусла в варочном цехе с солодовой, хмелевой дробиной на стадии осветления и охлаждения, дал:

По = ,

По = 52,37 * 6,5 / 100 = 3,4

где i0 – потери с дробинами на стадии осветления и охлаждения, %.

3.2.5. Количество сусла с учётом потерь, поступающее на брожение, дал:

Vбр = – П0

Vбр = 52,37 -3,4 = 48,97

3.2.6. Расчёт сбраживания пивного сусла зависит от способа сбраживания. А) Сбраживание по периодической схеме.

– объём молодого пива, дал:

Vм.п. = Vбр ,

Vм.п. = 48,97 * (100-2,3/100) = 47,843

где iб – потери в отделении главного брожения, %;

- потери при главном брожении

Пг.б.= Vбр- Vм.п.

Пг.б.= 48,97 – 47,843 = 1,127

– объём нефильтрованного пива, дал:

Vн.ф. = Vм.п. ,

Vн.ф. = 47,843 * (100-1/100) =47,364

где iд – потери пива при дображвании, %.

- потери при дображивании

Пд.= Vм.п. - Vн.ф.

Пд.= 47,843 - 47,364= 0,479

- объём фильтрованного пива, дал:

Vф.п. = Vм.п. ,

Vф.п. =47,364* (100-(1+1,7)/100) = 46,08

где iф – потери пива при фильтровании, %.

- потери при фильтровании

Пф= Vн.ф. - Vф.п.

Пф=47,364 - 46,08 = 1,284

3.2.7. Количество пастеризованного пива

Vп.п.. = Vф.п.. ,

Vп.п.. = 46,08 * (100-2/100) =45,158

где iп – потери пива при пастеризации, %.

- потери при пастеризации

Пп= Vф.п. - Vп.п.

Пп= 46,08 – 45,158= 0,922

3.2.8. Потери товарного пива при розливе, %:

iр = iбут aбут + iбоч aбоч + iпив aпив,

iр = 0,8*2+0,1*0,5+0,1*0,33 = 2,43 %

где iбут, iбоч, iпив – потери пива при разливе в бутылки, бочки и пивовозы соответственно, %;

aбут, aбоч, aпив – доля пива, разливаемого в бутылки, бочки и пивовозы соответственно.

3.2.9. Количества товарного пива, дал:

Vт.п. = Vп.п.

Vт.п. = 45,158* (100-2,43/100) = 44,06

- потери пива при розливе

Пр= Vп.п.. - Vт.п.

Пр= 45,158- 44,06 = 1,098

3.2.10. Общие видимые потери по жидкой фазе, дал:

Пвид = – Vт.п.

Пвид = 52,37–44,06 = 8,31

3.2.11. Или по отношению к объёму горячего сусла, %:

iр = ∙ 100

iр = 6,448/39,34 * 100 = 15,84 %

Результаты расчётов сводятся в табл. 6.

Таблица 6 – Результаты расчёта промежуточных продуктов и готового пива

Показатели

Единица измерения

Обозначение

Значение

1

2

3

4

Содержание сухих веществ

% мас.

е

13

Масса сусла

кг

Qсус

530,15

Плотность сусла при t =20 ºС

кг/л

d

1,0526

Объём сусла при t =20 ºС

дал

Vсус

50,36

Коэффициент расширения сусла при нагревании до 100 ºС

d

1,04

Объём горячего сусла

дал

Vгсус

52,37

Потери сусла в варочном цехе с солодовой, хмелевой дробиной на стадии осветления и охлаждения

дал

d

3,4

Объём сусла, поступающего на брожение

дал

Vбр

48,97

Объём молодого пива

дал

Vм.п.

47,843

Объём нефильтрованного пива

дал

Vн.ф.

47,364

Объём фильтрованного пива

дал

Vф.п.

46,08

Объём пастеризованного пива

дал

Vп.п.

45,158

Количество товарного пива

дал

Vт.п.

44,06

Для проверки правильности расчёта продуктового баланса составляют сводную таблицу 7.

Таблица 7 – Результаты расчёта продуктового баланса

I При затирании зернового сырья

Приход

Количество сухих веществ

Количество экстрактивных веществ

Расход

Количество сухих веществ

Количество экстрактивных веществ

Содержится, кг

– в солоде

– в других видах сырья

75,14

17,74

57,1

14,52

Потери при зати-рании, кг

Переходит в сусло, кг

2,8

68,92

Итого

92,88

71,62

Итого

75,95

II При брожении и осветлении пива

Приход

Единица измерения

Значе-ние

Расход

Единица измерения

Значение

Объём горячего

сусла

дал

52,37

Товарное пиво

Потери сусла в варочном цехе

Потери в отделении главного брожения

Потери пива при дображивании

Потери пива при пастеризации

Потери пива при фильтровании

Потери пива при разливе

дал

дал

дал

дал

дал

дал

дал

44,06

3,4

1,127

0,479

0,922

1,284

1,098

Итого

дал

52,37

Итого

дал

52,37

3.3 Определение расхода хмеля, ферментных препаратов и молочной кислоты

3.3.1 Расход хмеля можно определить двумя способами. Первый способ – по единым нормам расхода без учёта содержания в хмеле горьких веществ. Второй способ – по нормам, рассчитанным с учётом массовой доли в хмеле α-кислот и влаги.

3.3.1.1 Расход хмеля по первому способу, кг/100кг зернопродукта:

Qx = ,

Qx =( 44,06*36) / 1000 = 1,158 кг/100кг

где Нх – норма расхода хмеля, г/дал; принимается по таблице 8.

Таблица 8 – Единые нормы расхода хмеля и горьких веществ

Сорт пива

Содержание сухих веществ в начальном сусле, % мас.

Расход хмеля (Нх), г/дал горячего сусла

Расход горьких веществ (Гс), г/дал горячего сусла

Светлое пиво

Жигулевское

Рижское

Столичное

Московское

Ленинградское

Темное пиво

Украинское

Мартовское

11

12

12

13

20

13

14,5

22

30

30

36

45

20

22

0,62

0,99

0,99

1,20

1,49

0,57

0,62

3.3.2. Определение количества ферментных препаратов

Количество ферментных препаратов зависит от степени их очистки, активности и доли несоложенного сырья. В соответствии с технологической инструкцией по производству солода и пива осуществляется расчет потребности ферментных препаратов со стандартной активностью или МЭК (мультиэнзимной композиции).

Таблица 9 - Расход ферментного препарата, % к массе сырья

Масса ячменя, % к массе зернового сырья

Амилоризин, Пх

Цитороземин, Пх

Амилосубтилин, Г10х

МЭК ПП-1

20

25

30

35

40

45

50

0,1

0,2

0,3

0,45

0,6

0,8

1,0

0,17

0,29

0,40

0,65

0,85

1,0

1,2

0,005

0,008

0,01

0,016

0,02

0,025

0,03

0,002

0,004

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

3.3.3. Определение количества молочной кислоты

Молочная кислота используется для подкисления затора в количестве 0,08 кг 100% кислоты на 100 кг сырья.

3.4. Расчет количества варок

Годовое количество сырья для производств пива, кг/год:

Gг= ,

Gг= (100* 600*1000)/ 44,06 =1 361 779,4 кг/год

Где Vг – годовое количество товарного пива, дал/год;

Vт.п. – выход товарного пива из 100 кг зернопродуктов, дал/100 кг.

Суточное количество перерабатываемого сырья, кг/сут:

Gс= ,

Gс= 136 177,94 /323 = 4216 кг/сут

Где N – количество дней работы варочного цеха, сут/год. Принимается N=323.

Количество варок в сутки, вар/сут:

n= ,

n= 4216/3000=1,4 вар/сут

где Gз – количество зернопродуктов, загружаемых в заторный аппарат на варку (засыпь), кг/варку.

Полученная величина округляется до 0,01.

3.5 Определение количества отходов

Количество солодовой, хмелевой дробины в расчёте на 100 кг зернового сырья принимается из таблицы 10.

Таблица 10 – Норма отходов при производстве пива

Отходы

Единица измерения

Жигулевское пиво

Московское пиво

Мартовское пиво

Дробина солодовая, W= 88 %

кг/100 кг зернопродукта

201,4

189,2

210,8

Дробина хмелевая, W= 85 %

То же

4,9

6,6

3,5

Шлам со стадии освет ления W=80%

То же

1,75

Дрожжи избыточные W=88 %

- периодическая схема брожения

- в ЦКБА

л/10 дал сбра живаемого сусла

0,8

2,0

Диоксид углерода

г/дал пива

150

Исправимый брак из цеха розлива

%

2

Сухие кормовые дрожжи с W=9%

Кг/10 дал пива

0,3

Кизельгуровый осадок

То же

0,6

Расчёт количества сырья, продуктов или отходов на 1 дал пива определяется:

qi = ,

qi = 189,2/4,29 = 4,3

Оi – количество отходов или продуктов, образующихся из 100 кг зернового сырья, кг/100 кг зернопродукта;

Vт.п. – объём товарного пива, образующегося из 100 кг зернового сырья, дал/100 кг зернопродукта.

Годовое количество сырья, промежуточных продуктов и отходов определяются, кг/год:

Gi = qi ∙ Vгод.п,

Gi = 4,3 * 600*1000= 2 580 000 дал/год.

где Vгод.п – годовой выпуск пива, дал/год.

3.6. Расчет вспомогательных материалов при производстве

солода и пива

Количество вспомогательных материалов принимается в соответствии с табл. 11.

Таблица 11 – Расход вспомогательных материалов на производство пива

Операция

Материал

Единица измерения

Норма расхода

Фильтрование пива

Картон опорный

Картон осветляющий

Кизельгур (диатомит)

г/дал

г/дал

г/дал

1,4

0,8

25

Укупорка бутылок с пивом

Кроненпробка

% к количеству бутылок готовой продукции

Этикетировка:

- бутылочной продукции;

- бочковой продукции

Этикетки

шт/дал

шт/Гл

20…30

2

Наклейка этикеток

Декстрин

г/дал

5,5

Дезинфекция:

- оборудования и коммуникаций (приготовление антиформина);

- помещений;

- территории (особо загрязненных мест)

Известь хлорная

То же

То же

кг/тыс.дал

кг/м2 площади в год

то же

1,6

0,5

18

Приготовление антиформина для снятия пивного камня, мойки сепараторов

Сода каустическая

кг/тыс.дал пива

1,7

Мойка стеклотары

Сода каустическая

Сульфанол НП-3 40%

кг/млн.бутылок

кг/млн.дал

1100

225

Приготовление покрытия емкостей для главного брожения и дображивания

Эпроксин

Лак ХС-76

Лак ВХЛ-4000

Грунт ХС-0,4

Белая эмаль для поверхностей:

- металлических;

- бетонных

кг/м3 поверхности емкости

0,8

0,3

0,15

0,5

0,8

1,0

Очистка воздуха

Антимикробное фильтровальное иглопробивное волокно

м3/млн.дал

1,2…1,3

На производство солода

Дезинфекция при мойке ячменя

Гашеная известь

Хлорная известь

Перманганат калия

Формалин

г/100 кг сортированного ячменя

см33 воды

150…300

30

4,6

300…500

Дезинфекция солодорастильных ящиков

Хлорная известь

г/100 кг сортированного ячменя

8…10

4 Расчет водопотребления

Общий расход воды по проектируемому предприятию складывается из расходов на производственные и технические нужды, принимаемые в соответствии с технологическим расчетами, расходов на хозяйственно-бытовые нужды и пожаротушение согласно санитарным и строительным нормам и правилам СНиП 2.04.01-85 и СНиП 2.04.02-84.

Вода технологического назначения по качеству должка отвечать требованиям производства пиво-безалкогольных напитков.

Вода, применяемая для охлаждения аппаратуры, не должна давать отложений солей и биологических образований и усиленной коррозии аппаратов и трубопроводов, в противном случае должна быть предусмотрена специальная подготовка воды.

Здания пивобезалкогольных заводов должны быть обеспечены водой из следующего расчета:

для хозяйственно-питьевых нужд – 25 л на каждого работающего
в нормальных условиях;

– по 45 л на работающего в цехе со значительным избытком теп-
лоты (более 83,6 кДж/(м3 ч);

–500 л/ч на одну душевую сетку.

При проектировании водоснабжения в целях сокращения потребления чистой воды и уменьшения сточных вод необходимо предусматривать применение оборотных систем многократного использования воды.

Расход воды зависит от принятых в проекте способов получения того или иного продукта. Данные приведены в таблицах 12 и 13.

Таблица 12– Расход горячей воды в производстве пива

Операции

Температура воды, °C

Продолжи-

тельность операции, мин

Расход воды

Суточный расход воды, м3/сут

Затирание зернопродуктов

60

30

4 м3 /т (частично используются промывные воды предыдущего цикла варки)

16,8

Выщелачивание пивной дробины

80

120

4 м3 /т (используется оборотная вода после теплообменников для охлаждения сусла)

16,8

Выщелачивание хмелевой дробины

80

10

0,2 м3

8,748

Мойка оборудования варочного цеха

60

5

25 м3 /ч на один аппарат

Промывка суслопроводов

60

10

3,9 м3 на 1000дал мощности

7,24

Мойка полов

60

2 л/м2

0,2

Таблица 13 – Расход холодной воды в производстве пива

Операции

Продолжительность операции, мин

Расход воды

Общее потребление, м3/сут

Гидравлическое удаление пивной дробины

30

4 м3

16,8

Гидравлическое удаление хмелевой дробины

15

1 м3

4,2

Охлаждение сусла с 95 до 35 °C после гидроциклонных аппаратов в теплообменнике:

- пластинчатом

В потоке

По паспортным данным

- типа «труба в трубе»

От 60 до 120

Охлаждение сусла в отстойных аппаратах

От 60 до 120

26,7м3(ч ·т)

Мойка оборудования отделений: варочного, охлаждения сусла и дрожжевого

5

0,6 м3 на 1000дал мощности

1,11

Расчет суточного расхода воды, м3/сут:

В сут.iiGз∙n,

Где Вi- норма расхода воды на i – тую операцию, м3/т зернопродуктов;

Gз – единовременная засыпь зернопродуктов в варочный агрегат,т

n – число варок в сутки.

Расчет количества сточных вод ведется по количеству воды, образующейся от мойки оборудования, суслопрооводов, бутылок, бочек, полов, от промывки дрожжей и т.д.Для ориентировочных расчетов воды и сточных вод можно принять:

- общий годовой и суточный расходы по предприятию – 0,15 м3/дал пива, в том числе питьевой на технологические нужды – 0,1 м3/дал пива;

- среднегодовое количество сточных вод – 74,3 м3 на 1000 дал выпускаемого пива, в том числе стоков, подлежащих очистке от загрязнений – 71,0 м3 на 1000 дал;

- на 1 т зернопродуктов расход воды, включая мойку полов, за вычетом повторно используемой воды, не должен превышать 57 м3;

- количество воды, используемой в системе оборотного водоснабжения, принимается 70 % от расхода воды на охлаждение сусла.

5 Тепловые расчёты

Основными потребителями тепла и пара для технологических целей являются следующие цеха:

- варочный цех пивоваренного завода (расход пара рассчитывается в соответствии с принимаемым в проекте способом затирания; на пропарку трубопроводов диаметром 50…80 мм расход пара давлением 0,15 МПа принимается из расчета 0,2…0,4 кг/м);

- цех розлива пива (пар расходуется на мойку бутылок - расход пара принимается по паспортным данным бутыломоечных машин; пропарка автоцистерн, пивовозов осуществляется в течение 10 минут из расчета 36 кг пара в час. Используется пар давлением 0,15 МПа);

- цех приготовления чистой культуры дрожжей (расход пара для стерилизации аппаратов чистой культуры принимается 350 кг на одну операцию).

5.1 Расход теплоты и пара в варочном цехе

Расчёт ведётся в строгом соответствии с режимом затирания для данного сорта пива.

Расход воды на затирание (налив) на 100 кг зернопродуктов.

Расход ведётся по самому низкоконцентрированному сорту пива (чаще по Жигулевскому), л/100 кг зернового сырья:

Вз = ,

Вз = (68,92* (100-13)) /13 = 461,23

где Э – ожидаемый выход экстракта, %;

е – концентрация сухих веществ в начальном сусле, %.

5.1.2 Расход воды на затирание на одну варку, кг:

Gв.з. = ,

Gв.з. = (461,23* 3000) /100 = 13 836,9 кг

где Вз – расход воды на затирание, л/100 кг зернового сырья;

Gз – единовременная насыпь зернопродуктов в варочной агрегат, кг.

5.1.3 Количество заторной массы, кг:

Gз.м. = Gз + Gв.з.

Gз.м. = 13 837 + 3000 = 16837 кг

5.1.4 Температура заторной массы, ˚С:

tз.м. = ,

tз.м. = (3000 * 1,7*12+ 13 837 *4,19*40)/3000*1,7 + 13 837 *4,19 =37,7 ˚С

где Сс, Св – удельная теплоемкость зернопродуктов и воды соответственно, кДж/(кг К);

Сс = 1,7 кДж/(кг К), Св = 4,19 кДж/(кг к);

tc, tв – температура зернового сырья и воды соответственно, ˚С; tc = 12˚С; tв = 40˚С.

5.1.5 Удельная теплоемкость заторной массы, кДж/(кг К):

Сз.м. = .

Сз.м. = (3000*1,7+13 837 *4,19)/ 16837= 3,74 кДж/(кг К)

5.1.6 Расход теплоты на подогрев заторной массы (от t заторной массы до t белковой паузы), кДж:

Q1 = ,

Q1 =(16837*3,74*14,3)/0,95 = 947 870 кДж

где tб, tз.м. – температура заторной массы и белковой паузы соответственно, ˚С; tб = 52˚С;;

ς – коэффициент учитывающий потери тепла в окружающую среду, ς=0,95

Суточный расход тепла, кДж:

Qс1 =Q1·n

Qс1 = 947 870 * 1,4 = 1 327 018 кДж

5.1.7 Расход теплоты на подогрев отварки (от t белковой паузы до t мальтозной паузы), кДж:

Q2 = ,

Q2 = (5051*3,74*11)/0,95 = 218 734,8 кДж

где G1.0 – масса первой отварки, кг;

Принимается 30…40 % от заторной массы.

tм – температура мальтозной паузы, ˚С;

tм = 63˚С;

Суточный расход тепла, кДж:

Qс2 =Q2·n

Qс2 = 218 734,8 * 1,4 = 306 229 кДж

5.1.8 Подогрев отварки от t мальтозной паузы до t осахаривания, кДж:

Q3 = ,

Q3 = (5051*3,74*7)/0,95 = 139 195 кДж

где t0.1 – температура осахаривания, ˚С;

t0.1 = 70˚С;

Суточный расход тепла, кДж:

Qс3 =Q3·n

Qс3 = 194 873 кДж

5.1.9. Расход теплоты на нагрев отварки до кипения, кДж:

Q4 = ,

Q4 = (5051*3,74*30)/0,95 = 596 550 кДж

где tк – температура кипячения отварки, ˚С;

tк = 100 …102˚С;

Суточный расход тепла, кДж:

Qс4 =Q4·n

Qс4 = 835 170 кДж

5.1.10. Расход тепла на кипение отварки, кДж:

Q5 = ,

Q5 =(5051 *40*2260*0,05)/0,95*60 = 400 525,4 кДж

где τ1 – Продолжительность кипения первой отварки, мин;

τ1= 20…40 мин;

r – удельная теплота парообразования при кипении, кДж/кг;

r=2260 кДж/кг если кипение проводится при атмосферном давлении;

x1 – доля выпариваемой влаги при кипячении первой отварки, %;

принимается x1=5 %, подставляется в долях.

Суточный расход тепла, кДж:

Qс5 =Q5·n

Qс5 =560 750 кДж

5.1.11. Масса отварки после кипячения, кг:

m 1.0 = 5051 – (10 102/60) = 4882,63 кг

5.1.12 При перекачивании первой отварки температура ее снижается до tп=85…90 оС, поэтому температура затора после добавления первой отварки равна, оС:

tз.м.1=

tз.м.1= (4882,63 * 90 +11 786*52)/ 4882,63 +11 786 = 63 оС

5.1.13 Расход тепла на подогрев затора до температуры осахаривания, кДж:

Q6 = ,

Q6 = (16837*3,74*7)/0,95 = 463 992 кДж

Где tо – температура осахаривания, оС. Принимается 70 оС.

5.1.14 Расход тепла на подогрев затора до температуры полного осахаривания осахаривания, кДж:

Q6 = ,

Q6 = (16837*3,74*2)/0,95 = 132 569 кДж

Где tп.о – температура полного осахаривания, оС. Принимается 72 оС.

Суточный расход тепла, кДж:

Qс6 =Q6·n

Qс6 = 835 185,4 кДж

5.1.15. Расход тепла на нагревание затора до температуры, с которой затор перекачивается на фильтрование, кДж:

Q7= ,

Q7= (16837 *3,74*5)/0,95 =331 423 кДж

где tф – температура, с которой затор перекачивается на фильтрование, ºС;

tф=76…77 ˚С;

tп.о.. – температура полного осахаривания, °C;

tз.м.=72 ˚С.

Суточный расход тепла, кДж:

Qс7 =Q7·n

Qс7 = 463 992 кДж

5.1.13. Общий расход тепла на затирание зернопродуктов, кДж:

Qз=Σqi

Qз= 3 230 843,85 кДж

Суточный расход тепла, кДж:

Qсз =Qз·n

Qсз =4 523 181,4 кДж

При использовании двухотварочного или трехотварочного способов затирания расчет тепла на подогрев и кипячение отварок рассчитывают как для первой отварки.

6 Расчет холода

Расчет холода обеспечивает оптимальный режим технологического процесса на всех стадиях, включая хранение готовой продукции.

Для получения холода преимущественно применяют компрессионные установки. Помещения и аппараты, как правило, охлаждаются рассолом. Достоинством рассольного охлаждения является возможность аккумуляции холода, что позволяет периодически выключать часть мощностей холодильной установки, а также упрощается регулирование температуры и исключается влияние холодильного агента на продукт при наличии неплотностей в системе.

Холодильная установка оборудована конденсаторами, компрессорами, маслоотделителями, маслосборниками, ресиверами, испарителями, отделителями жидкого аммиака.

При расчете холода следует использовать нормативные данные (см. табл.14, 15).

Таблица 14 – Основные потребители холода на пивоваренных заводах

Операция

Продолжительность, мин

Температура продукта, оС

начальная

конечная

Охлаждение сусла

90…120

35

9; в ЦКБА - 10

Охлаждение воды для заливки дрожжей

Не регламентируется

Зависит от температуры водопроводной воды

1

Отвод теплоты брожения и дображивания

По расчету на сброженный экстракт

Охлаждение пива в бродильных аппаратах

1440

6

4

Охлаждение пива в аппаратах дображивания

1440

4

1

Охлаждение пива после сепарации

По времени работы сепаратора

3…4

1

Охлаждение исправимого брака после пастеризации

60…90

35

6…10

Таблица 15 – Характеристика температурного режима в отделениях

Относительная влажность охлаждаемых помещений принимается 70…80 %.

6.1 Расчет холода на охлаждение сусла

6.1.1 Суточное количество горячего сусла, подаваемого на охлаждение, л/сут

V г.с = (523,7 *3000*1,4)/100 = 21 995 л/сут

6.1.2 Количество тепла, которое необходимо отвести при охлаждении сусла, кДж/ч

Охлаждении сусла проводится в два этапа. На первом этапе охлаждение проводится водопроводной водой с температурой t1в.н=12 ºС. Затем ледяной водой с температурой t2в.н=3 ºС.

I этап.

Qс1=Gc·Cc·(t1с.н.-t1с.к.) кДж/ч,

Qс1= 3,846* 55* 916,4 = 193 846 кДж/ч

где Gc – расход сусла, кг/ч;

Сс – удельная теплоемкость сусла, кДж/(кг·К);

Сс=3,846 кДж/(кг·К);

t1с.н.,t1с.к. – начальная и конечная температура сусла соответственно, ºС;

t1с.н.=85 ºС, t1с.к.=30 ºС.

II этап.

Qс2=Gc·Cc·(t2с.н.-t2с.к.) кДж/ч,

Qс2= 916,4*3,846*24 = 84 587,4 кДж/ч

где t2с.н.,t2с.к. – начальная и конечная температура сусла соответственно, ºС;

t2с.н.=30 ºС, t2с.к.=6 ºС.

Общее количества холода.

Qc=Qс1+Qс2 кДж/ч.

Qc= 278 433,4 кДж/ч

6.2 Расчет холода на отвод теплоты, выделяемой при главном брожении

6.2.1 Количество сброженного экстракта, кг/сут.

Количество сбраживаемог сусла, л/сут:

л/сут,

Vcc = (3000 * 1,4* 489,7*323)/100*338 =19655 л/сут

где Vcc – объем сусла, поступающего на брожение, л/100 кг зернопродуктов;

τв – число дней работы варочного цеха;

τгл.бр – число дней работы отделения главного брожения;

кг/сут,

G сб.э = (19655*13 * 1,07415*59)/ 100*100 = 1619 кг/сут

где e – содержание сухих веществ в сусле, поступающем на брожение, % мас.;

k – степень сбраживания;

Степень сбраживания рассчитывается:

k= (е – а)*100/е,

k= (13- 5,3 ) *100/13 = 59

где а – содержание углеводов в пиве, %. Принимается согласно ГОСТ Р1174-98 «Пиво. Общие технические условия» для данного сорта пива

6.2.2 Количество тепла, выделяемого при брожении, кДж/сут:

Qссбр=Gсб.э·q

Qссбр= 1619*614,25 = 994 470,75 кДж/сут

где q – количество тепла, выделяемое при сбраживании 1 кг мальтозы, кДж/кг

q=614,25 кДж/кг.

Часовой расход, кДж/ч:

Qсбр=Qссбр/24

Qсбр= 41 436,3 кДж/ч

6.3 Расход холода на охлаждение пива при главном брожении, кДж/сут:

Qсп.г.=Vcс·Cп·d·(t2.б-t1.б)

Qсп.г.= 19655* 4,112*1,018 *2 = 164 552,3 кДж/сут

где Сп – удельная теплоемкость пива, кДж/(кг·К);

Cп=4,112 кДж/(кг·К);

d – относительная плотность молодого пива, кг/м3;

d=1,018 кг/дм3;

t2.б, t1.б – начальная и конечная температура пива в бродильных аппаратах соответственно, ºС;

Часовой расход, кДж/ч;

Qп.г = Qсп.г/24

Qп.г= 6856,35 кДж/ч

6.4 Расход холода на отвод теплоты, выделяющийся при дображивании,

Количество молодого пива, поступающего на дображивание, Vcм.п., л/сут:

,

Vcм.п = (478,43*3000*1,4 *323)/100*340 = 19 089,35 л/сут

где Vм.п. – количество молодого пива из 100 кг зернопродуктов, л;

τдоб – число дней работы отделения дображивания;

Расход холода на отвод теплоты, выделяющийся при дображивании, кДж/сут

,

Qсдоб = (19 089,35 * 2*13*1,018*614,25) /10 000 = 31 035,4 кДж/сут

где Э – количество экстракта, сбраживаемое при дображивании, %;

Э=2 %.

Часовой расход, кДж/ч:

Qдоб=Qсдоб/24

Qдоб= 1293 кДж/ч

6.5 Расход холода на охлаждение пива при дображивании, кДж/сут

Количество пива, л:

Vп = (473,64*1,4 * 3000 *323) 100*340 =18 898 л

где Vн.ф. – количество нефильтрованного пива, получаемого из 100 кг зернопродуктов, л/100;

Количество холода, расходуемого на охлаждение пива при дображивании, кДж/сут

Qсп.доб=Vп·Cп·d·(tн.д-t*к.д)

Qсп.доб = 18 898*4,112*1,018*3 = 237 322 кДж/сут

где tн.д., tк.д. – начальная и конечная температура дображивания соответственно, ºС;

Часовой расход, кДж/ч:

Qп.доб = Qсп.доб/24

Qп.доб = 9888,4 кДж/ч

6.6 Расход холода на охлаждение воды для промывки дрожжей

6.6.1 Суточный расход воды на промывку дрожжей, л/сут:

л/сут,

Gпр.в = 2 *3*19655 /100 = 1179,3 л/сут

где Gдр – количество дрожжей, образующихся на10 дал сбраживаемого сусла, л/10 дал;

Gдр=2 л/10 дал при сбраживании классическим способом;

Gдр=3,2 л/10 дал при сбраживании в ЦКБА;

nпр – кратность промывки дрожжей;

nпр=3.

6.6.2 Расход холода, зависящий от времени года (рассчитываем для летнего периода), кДж/сут:

Qсдр=Gпр.в·Св·(tн.в-tк.в)

Qсдр= 1179,3 * 4,19 *(20-1) = 93 884 кДж/сут

где tн.в tк.в – начальная и конечная температура воды соостветственно, ºС;

tн.в=20 ºС, tк.в=1 ºС.

Часовой расход, кДж/ч:

Qдр=Qсдр/24

Qдр= 3911,83 кДж/ч

6.7 Общий расход холода на технологические нужды, кДж/ч

Qт=Qс+Qг.бр+Qп.г+Qдоб+Qп.доб+Qдр

Qт= 341 819,28 кДж/ч

Расход холода в Вт:

Вт.

Qт= 94949,8 Вт.

7 Расчет основного технологического оборудования

Расчет основного технологического оборудования пивоваренного завода производится с учетом режима работы предприятия (табл. 16).

Таблица 16 Режим работы пивоваренного завода

Таким образом, рабочий период составляет 11,33 месяцев в год.

Оборудование варочного цеха

Расчет варочных агрегатов

Основными аппаратами для приготовления пивного сусла являются заторный котел, фильтрационный и сусловарочный аппараты, которые составляют единый варочный агрегат.

В зависимости от мощности предприятия варочные агрегаты выпускают двух-, четырех- и шестиаппаратными, в основном периодического действия, при единовременной переработке зернопродуктов (засыпи) от 500 до 5500 кг.

Двухаппаратный варочный агрегат состоит из одного аппарата для затирания и варки сусла и одного фильтрационного аппарата. Варочный агрегат с 4 аппаратами имеет два заторных аппарата, один фильтрационный и один сусловарочный. Шестиаппаратный варочный агрегат состоит из 2 заторных, 2 фильтрационных и 2 сусловарочных.

Для рассматриваемого примера примем классический четырехаппаратный варочный агрегат с единовременной засыпью 3 т, состоящий из два заторных аппаратов ВКЗ -3, один фильтрационный аппарат ВФЧ -3 и один сусловарочный ВСЩ -3.

Сборник промывных вод

Представляет собой горизонтальный цилиндрический резервуар со змеевиком для нагревания промывных вод до температуры 70…75 0С

Вместимость сборника рассчитывается по формуле, м3:

V *G * v * n ,

V = 3*4*1,4 = 16,8

Где G количество зернопродуктов, перерабатываемых за одну варку,

v объем промывных вод, приходящийся на 1 т зернопродуктов, м3/т, n – количество варок.

Обычно сборник рассчитывают на два затора (варки).

Расчет и выбор насосов

Производительность насосов:

Пнас=(Q_прод∙60)/τ_1 , (30)

где Qпрод- объём перекачиваемого продукта, м3;

τ1- время перекачивания, мин.

Заторная масса из котла должна перекачиваться не более 20 мин. Из каждой тонны зерна получается 3- 3,5 м3 затора. Количество заторной массы из 3 т равно 3,5·3=10,5 м3.

Подача заторного насоса составит

Пнас=(10,5∙60)/20=31,5 м3/ч.

Для перекачки затора используют насосы типа ФГ- центробежные одноступенчатые. Из насосных каталогов выбираем насос марки ФГ- 144/10,5 с подачей 75,6- 200 м3/ч.

Возврат мутного сусла длиться 10 мин, и его количество составляет 10 % от объёма заторной массы. Подача заторного насоса

Пнас= =6,3 м3/ч.

Принимаем одноступенчатый центробежный насоса консольного типа c подачей 7 м3/ч.

Подача суслового насоса

Пнас= =47,133 м3/ч.

Принимаем одноступенчатый центробежный насос с подачей 50 м3/ч.

Для удобства перекачки дробина разбавляется водой в соотношении 1:5, и процесс её передачи в сборник длиться 15 мин.

Подача насоса для дробины

Пнас= =252 м3/ч.

Принимаем два насоса марки ФГ 144/10,5 с подачей 75,6- 200 м3/ч.

Сепараторы

Пивное сусло хорошо осветляется в центробежном сепараторе. При использовании сепаратора исключается использование отстойных чанов и пресса для извлечения сусла из отстоя, обеспечивается стерильность процесса и хорошая прозрачность. Кроме того, происходит ускорение процесса осветления сусла, сокращаются потери экстракта с отстоем.

Осветление пивного сусла может осуществляться различными методами, включая использование сепараторов и гидроциклонов. Сепараторы и гидроциклоны имеют свои достоинства и недостатки, и выбор между ними зависит от конкретных условий и требований производства.

Одним из основных достоинств осветления пивного сусла в сепараторах является их способность обеспечивать высокую степень очистки от взвешенных частиц и микроорганизмов. Благодаря своей конструкции, сепараторы способны удалять даже самые мелкие частицы, что обеспечивает получение пива высокого качества. Кроме того, сепараторы могут работать с различными типами сусла и имеют широкий диапазон настроек, что позволяет адаптировать их к различным условиям производства.

Гидроциклоны также могут использоваться для осветления пивного сусла, но они имеют ряд недостатков по сравнению с сепараторами. Во-первых, они не обеспечивают такой высокой степени очистки, как сепараторы, и могут оставлять в пиве некоторые нежелательные примеси. Во-вторых, гидроциклоны требуют более сложной системы управления и контроля, что может увеличить затраты на их эксплуатацию. В-третьих, они могут быть менее эффективными при работе с суслом, содержащим большое количество белков и других сложных соединений.

Таким образом, осветление пивного сусла в сепараторах имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием гидроциклонов, включая более высокую степень очистки, гибкость в настройке и возможность работы с различными типами сусла. Однако, выбор между сепараторами и гидроциклонами должен быть основан на конкретных требованиях и условиях производства, а также на экономических соображениях.

Пивное сусло хорошо осветляется в центробежном сепараторе. При использовании сепаратора исключается использование отстойных чанов и пресса для извлечения сусла из отстоя, обеспечивается стерильность процесса и хорошая прозрачность. Кроме того, происходит ускорение процесса осветления сусла, сокращаются потери экстракта с отстоем.

Расчет сепараторов ведут по наименее концентрированному суслу.

Производительность сепаратора, дм3/ч:

С=G*Vc*10/ τ

С=3*523,7*10/60=

Где G количество затираемых зернопродуктов на варку, т,

Vс – объем горячего сусла, получаемого из 100 кг затираемых зернопродуктов, дм3/100 кг. Принимается по результатам продуктового расчета.

τ продолжительность работы сепаратора, мин.

Выбираем сепаратор марки ВСС с производительность 2500 л/ч

Теплообменники для охлаждения сусла

Предназначены для охлаждения сусла до начальной температуры брожения, которая составляет:

– при периодической схеме брожения - до 6 0С ;

– при сбраживании в ЦКБА - до 10 0С

Для этой цели можно использовать различные типы теплообменников, однако предпочтительны автоматизированные пластинчатые охладительные установки. Пластинчатый охладитель ООУ - 25 имеет производительность по пивному суслу 1250 дал/ч. Производительность теплообменных аппаратов должна быть равна производительности сепараторов.

Выбор пластинчатых теплообменников производится в соответствии с табл. 17.

F – поверхность теплообмена

Конечная температура воды 1 этап:

tхк =tхн +Qх/Vв*pв*Св

tхк1 =12+( 193 846 /1.8328 м3/ч * 988,0 кг/м3* 4,199 кДж/(кг К))=37,5 С

Разность температур охлаждаемого сусла и воды:

Т1 = 85-37,5=47,5 ºС

Разность температур охлажденного сусла и подводимой (холодной) воды:

t1 =30-12=18 ºС

Конечная температура воды 2 этап:

Tхк2 =3 ºС +( 84 587,4 /1.8328 м3/ч * 988,0 кг/м3* 4,199 кДж/(кг К))=14 С

t2 = 6-3=3 ºС

Расчеты средних разностей температур у теплообменивающихся жидкостей:

1 Секция:

ΔТср = 47,5-18 / ln(47,5/18)=30,4 ºС

2 Секция:

ΔТср= 14-3 / ln(14/3)=7,14 ºС

Зная тепловую нагрузку аппарата, рассчитав среднею разность температур и выбрав ориентировочный коэффициент теплопередачи, определим ориентировочную поверхность теплообмена для секци1

Для первой секции:

F1 = Q/Δ tср * K= 193 846/3,6 *30,4 *800 = 2,21

Для второй секции:

F1 = Q/ tср * K= 84 587,4 /3,6*7,14*800 = 4,11

где 3,6 — пересчетный коэффициент, учитывающий, что 1 Вт ч = 3,6 кДж

При такой площади теплообмена выбираем теплообменный аппарат для первой секции охлаждения:

f – поверхность теплообмена одной пластины (f=0,15);

F – поверхность теплообмена (F=3 м2);

N – количество пластин (N20 шт);

Для второй секции охлаждения:

f – поверхность теплообмена одной пластины (f=0,15м2);

F – поверхность теплообмена (F=5 м2);

N – количество пластин (N=34 шт);

Список литературы

1. Андреева, О. В. Оценка эффективности использования ферментных препаратов фирмы «Квест» Текст. / О. В. Андреева, И. В. Усанов-// Пиво и напитки. 1997 № 1.С. 12-13.

2. Андреева, О. В. Пути повышения эффективности пивоваренного производства Текст. / О. В. Андреева // Пиво и жизнь. 2003, - № 2, С. 2-5.

3. Беличенко, А. М. Крепкое пиво Текст. / А. М. Беличенко, Н. В. Голикова, Л. А. Дроздкова, С. С. Айвазян // Пиво и напитки. 1998. - № 1. - С. 14-15.

4. Биткуайки К. Интенсификация процесса пивоварения с применением биокатализаторов и использования растительного сырья Руанды. Текст. Автореферат дисс. . канд. техн. наук : 05.18.07 : защищена 25.05.2000 / Биткуайки К. М., 2000. - 27 с.

5. Брандт, 3. Кипячение сусла. Часть 1 Текст. / 3 Барндт // Материалы семинара «Элевар». -М. 14-15 сентября 1998г. Гостиница Украина.

6. Брандт, 3. Современная теория затирания солода Текст. / 3. Брандт, Д. Эндрюс. Материалы семинара «Элевар». -М. 14-15 сентября'1998г.

7. Булгаков, Н. И. Химия пивоварения Текст. / Н. И. Булгакова М. : Пи-щепромиздат, 1954. - 356 с.

8. Быкова А. В. Прогнозирование товарного рынка пива России Текст.: Автореферат дис. . канд. эк. наук / Быкова А. В., М. 2007. - 28 с.

9. Бэмфорт, Ч. Новое в пивоварении. Текст. / Ч. Бэмфорт. СПб.: Профессия, 2007. - 520 с.

10. Вакебауэр, К. Высокоплотное пивоварение возможности, границы, риск Текст. / К. Вакебауэр, X. Эверс, К. Цуфаль // ВЯАитеЬТ. Мир Пива. -1999. -№1.- С. 28-32.

11. Главарданов, Р. Производство пива при замене солода ячменём Текст. / Р. Главарданов // Пиво и напитки. 2007. - № 2. - С. 52-56.

12. Главачек, Ф. Пивоварение Текст. / Ф. Главачек, А. Лхотский.- М : Пищевая промышленность, 1977. 624 с.

13. ГОСТ Р 51174-98 Пиво. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2012.

14. Денщиков, М. Т. Справочник по производству солода и пива Текст. / М. Т. Денщиков. М.: Пшцепромиздат, 1962. - 864 с.

15. Денщиков, М. Т. Схемы и аппараты непрерывного брожения Текст. / М. Т Денщиков М.: ГОСИНТИ, 1961.-320 с.

16. Емельянова, Н. А. Разработка и совершенствование технологии солодовых экстрактов, концентрата квасного сусла и солода для их производства. В 2-х т. Текст.: Дис.д-ра техн. наук: 05.18.07, Т.1 / Емельянова, Н. А. К., 1990.-174 с.

17. Ермолаева, Г. А. Основные процессы пивоварения. Кипячение сусла с хмелем Текст. / Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки. 1998. - № 2. - С. 18-20.

18. Ермолаева, Г. А. Способы дробления солода на современных заводах Текст. / Г.А. Ермолаева // Пиво и напитки. 2004. - №4. - С. 14-17.

19. Ермолаева, Г. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков Текст. / Г. А. Ермолаева, Р. А.Колчева. М.: ИГТРО; Изд. центр «Академия», 2000. - 416 с.

20. Зоуфалы, Т. Современное состояние: и перспективные тенденции производства пива из сусловых концентратов Текст. /Т. Зоуфалы // 11иво и жизнь. — 2001, -№2.-С. 15-18.

21. Ильина, Е. В. Влияние частоты вращения мешалок на технологические параметры пивного сусла Текст. / Е. В. Ильина // Пиво и Напитки. 2005. № 4.-С. 16-17.

22. Калунянц К. А. Технология солода, пива и безалкогольных напитков Текст. / К. А. Калунянц, В. Л. Яровенко, В. А. Домарецкий, Р: А. Колчева -М.: Колос, 1992. 446 с.

23. Коровина, Ю. А. Разработка технологии пива в аппаратах большой вместимости Текст. : Автореферат дис. . канд. техн. наук : 05.18.07 : защищена 13.06.02 / Коровина Ю. А. М.: 2002. - 29 с.

24. Косминский, Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. Лабораторный практикум по технохимическому контролю производства Текст. // Г. И. Косминский Минск.: Дизайн ПРО, 1998. - 352 с.

25. Лернер, И. Г. Достижения в технологии солода и пива. Интенсификация производства и повышения качества Текст. / И. Г'. Лернер, Д. Б. Лифшиц, А. И. Жукова. М.: Пищевая пр-ть, 1980. - 352 с.

26. Ли, Э. Спиртные напитки: Особенности брожения; и, производства Текст. / Э. Ли., Дж. Пигготт (ред.); перевод с англ. Под общ. ред. А. Л. Панасюка. — СПб.: Профессия, 2006. — 552 с.

27. Меледина, Т. В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении Текст. / Т. В. Меледина. СПб.: Прфессия, 2003 - 304 с.

28. Меледина, Т. В. Технология пивного сусла Текст. / Т. В. Меледина, А. Т. Дедегкаев, П. Е. Баланов. — Ростов-н/Д: Феникс, 2006. — 224 с.

29. Муравицкая, Л. В. Исследование способа интенсификации затирания в технологии пива Текст. : Дис. . канд. техн. наук : 05.18.07 / Муравицкая JI. В. М.: 1979. - 149 с.

30. Нарцисс, Л. Пивоварение Т. 1. Технология солодоращения Текст. / JI. Нарцисс; перевод с нем. под общ. ред. Г. А. Ермолаевой и Е. Ф. Шаненко. -СПб.: Профессия, 2007. 584 с.

31. Нарцисс, Л. Пивоварение. Том 2. Технология приготовления сусла Текст. / JI. Нарцисс, Шустер (Вайфутнер). - М., НПО Элевар, 2003. - 368 с.

32. Пат. 1211284 A SU. Способ получения пивного сусла Текст. / Лифшиц Д. Б., Василенко О. М., Мельтьева О. М., Михайловская Б. Ц., Петрова Л. А., Улесов А. В.

33. Пат 1237700 А2 SU. Способ получения сухого пивного сусла Текст. / Мерабашвили А. К., Аминова Э. М., 6.86.

34. Пат 1288199 SU. Способ производства пива Текст. / Смирнова 'Г. А., Протасова О. Н., Калунянц К. А., Бутвиник Е. Я, Кудрявцева С. В., Меркулова Н. Г.

35. Пат. 1634702 AI SU. Способ получения пивного-сусла Текст. / Мура-вицкая Л. В;, Сирафимович Ж.Л1, 11.07.88.163: Пат. 1712396 A-1 SU. Способ получения пивного сусла Текст. / Ьори-сенко Т. Н., Пехова И. И.

36. Пат: 2054467 RU. Способ приготовления сусла для светлого пива Текст. / Кольцова Т. В., Магилева Л. А., Ларин В; С., Домбровская«Т. Щ 2.96:

37. Пат. 2130051 Российская: Федерация, МПК6 С 12 С 7/01 Способ затирания солода Текст. /Квасенков;Or И:, Ломачинский Bi; заявл. 08:04:98; опубл. 10.05.99, Бюл. №13.

38. Пат. 3096609. Способ подготовки солода для получения пивного сусла Текст. / Сапронов А. Р:, Леренер И. Г. Буковский П: И., 4;70:

39. Пат. 8001840 Способ получения сухого пивного сусла Текст. / Аминов М. С., Османов С. Г., Меребашвили А. К., 4.79.

40. Руле, А. Справочник пивовара Текст. / А. Руле. М.: Пищевая промышленность, 1969. - 382 с.

41. Федоренко, Б. Н. Техническое развитие пивоваренных производств Текст. / Б. Н. Федоренко // Пиво и напитки. 2002. - № 1. - С. 4-7.

42. Федоренко, Б. Н. Современное оборудование для дробления солода Текст. / Б. Н. Федоренко // Пиво и напитки. 2000. - №2. - С. 12-17.

Год сдачи
2023
Loading...

Последние статьи из блога

Пожизненная рента

Анализ структуры и динамики средств пенсионной системы РФ 2024

Интеграция и причины кооперации предприятий в условиях рыночных трансформаций

Деятельность Росфинмониторинга

​Современная рекламная коммуникация как доминирующий фактор формирования потребительского сознания

Теоретические аспекты социализации младших школьников посредством игровой деятельности на уроках физической культуры

Право на социальное обеспечение в РОССИИ

Субъекты гражданского права

Солнечные затмения

Техника управления церковным хором

Историко-культурный анализ церковного пения

Обязательное социальное страхование от несчастных случаев и профессиональных заболеваний

Теоретические основы управления процессами интеграции

Диагностика сформированности конфликтной компетентности студентов педагогического вуза

Теоретические основы формирования конфликтной компетентности будущего педагога-психолога

Физико-химические свойства эпоксидных связующих

Вопросы по международному праву

Задачи по УК РФ

Структурно-логическая схема состава преступления, предусмотренного ст. 161 УК РФ

Методы очистки сточных вод от СПАВ